JPS6291644A - スロツトルバルブの開閉制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はステップモータを用いてスロットルバルブを開
閉するスロットルバルブの開閉制御装置に関し、詳しく
は当該開閉制御装置の異常を検出し得るスロワ１−ルバ
ルブの開閉制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、内燃機関の吸気量を機関の運転状態に応じて
緻密に制御するため、例えば特開昭５８−１７６４４２
公報記載のように、内燃機関の吸気系に設けたスロット
ルバルブをステップモータを用いて電気的に開閉制御覆
る、いわゆるリンクレスロットル装置が知られている。

この種の装置では、スロットルバルブを開閉するのにス
テップモータが用いられていることから、ステップモー
タに出力する駆動信号から現在のスロットル開度を推定
することができ、スロットルバルブのスロットル開度を
検出し、スロットル開度が所望の開度となるよう駆動信
号を制御するといったフィードバック制御を行なうこと
なく、制御回路が簡単なオープンループ制御で以て実現
できることとなる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが上記のようにオープンループ制御でスロットル
バルブの開閉制御を行なっていると、内燃機関の急加速
時等、運転状態の急変時にスロットルバルブを急閉又は
急閉し、ステップモータに脱調が生じたような場合には
、その後の開閉制御が良好に実行できなくなってしまう
といったことがある。つまりステップモータに税調を生
じた場合、駆動信号から求められるステップ位置とは異
なる位置でステップモータが駆動されることがあり、ス
ロットルバルブの開度を良好に制御することができなく
なってしまうのである。

そこで本発明は、従来のオープンループ制御ににるスロ
ワ１−ルバルブ開閉制御の信頼性を向上するため、上記
の如くスロットル開度を所望の開度に制御できなくなっ
た場合には、その旨を精度よく検出し１ｑるスロットル
バルブの開閉制ｔａｌＩ装置を提供することを目的とし
てなされたものであって、以下の如き構成をとった。

［問題点を解決するための手段］ 即ち上記問題点を解決するための手段としての本発明の
構成は、第１図に示す如く、 スロットルバルブＭ１を開閉するステップモータＭ２と
、 少なくともアクセルペダルＭ３の踏み込み量を含む内燃
機関Ｍ４の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ５と
、 該運転状態検出手段Ｍ５の検出結果に応じて上記ステッ
プモータＭ２の目標ステップ位置を算出する目標ステッ
プ位置算出手段Ｍ６と、該算出された目標ステップ位置
に応じて上記ステップモータＭ２の駆動信号を出力する
ステップモータ駆動手段Ｍ７と、 を備えたスロットルバルブの開閉制御装置において、 上記スロットルバルブＭ１の実スロットルメロを検出す
るスロットル開度検出手段Ｍ８と、上記ステップモータ
駆動手段Ｍ７から出力される駆動信号に基づき上記スロ
ットルバルブＭ１のスロワ１〜ル開度を推定するスロッ
トル開度検出手段Ｍ９と、 該メロワ１〜ル開度検出手段Ｍ９で推定されたＪｆｆ定
スロットル開度と上記スロットル開度検出手段Ｍ８で検
出された実スロットルメロとの偏差に基づき当該開閉制
御装置の異常を検出する異常検出手段ＭＩＯと、 を設けたことを特徴とするスロットルバルブの開閉制御
装置を要旨としている。

ここで運転状態検出手段Ｍ５は目標スロットル開度搾出
手段Ｍ６でスロットルバルブＭ１のスロットル開度を求
める際に必要な内燃機関Ｍ４の運転状態を検出するため
のものＣあって、少なくともアクセルペダルＭ３の踏み
込み足を検出するアクセルポジションセンナを備えてい
る。またこの運転状態検出手段Ｍ５としては、上記アク
セルポジションセンサの他に、内燃機関Ｍ４の機関回転
数、冷却水温、アイドル運転時、定速運転時等を検出す
る各種センサを設けてもよい。

次に目標ステップ位置偉出手段Ｍ６は、上記運転状態検
出手段Ｍ５で検出された内燃機関Ｍ４の運転状態に応じ
てスロットルバルブＭ１のスロットル開度を制御するた
め、スロットル開度を決定するステップモータＭ２の目
標ステップ位置を決定するものであって、具体的には上
記運転状態検出手段Ｍ５のアクセルポジションセンサで
以て検出されたアクセルペダルＭ３の踏み込み量に応じ
て目標ステップ位置を算出するとか、冷却水温が低い場
合、暖機の為に目標ステップ位置をスロットルバルブＭ
１の開方向に補正するといった方法、あるいはアイドル
運転時や低速運転時等に内燃機関Ｍ４が所望の回転数と
なるよう目標ステップ位置をフィードバック制御する方
法等により、目標ステップ位置を幹出するよう構成すれ
ばよい。

スロットル開度検出手段Ｍ８は、ステップモータＭ２に
よって開閉されるスロットルバルブＭ１の開度を検出す
るものであって、その開度に応じたアナログ信号を出力
する、ポテンショメータ等を用いることができる。また
スロットル開度検出手段Ｍ９はステップモータＭ２に出
力される駆動信号からスロットルバルブＭ１の開度を推
定するが、これには例えばステップモータＭ２に出力さ
れる駆動信号からステップモータＭ２のステップ位置を
求め、この値にステップモータＭ２の１ステツプ当たり
に開閉されるスロットル開度を乗算するよう構成するこ
とにより実現できる。

異常検出手段Ｍ１０は、スロットル開度検出手段Ｍ８の
検出結果とスロットル開度検出手段Ｍ９の推定結果とに
応じて、例えば税調等、ステップモータＭ２自体の異常
ヤステップモータ駆動手段Ｍ７からステップモータＭ２
へ駆動信号を伝達する信号系の異常、あるいはステップ
モータＭ２からスロットルバルブＭ１への動力伝達系の
異常等、当該制御装置の異常を検出するものであるが、
具体的にはスロットル開度検出手段Ｍ８で検出されたス
ロットル開度と、スロットル開度検出手段Ｍ９で推定さ
れたスロットル開度と、の偏差を求め、その偏差が所定
値以上となったとき異常を検出するよう構成すればよい
。またこの場合、ステップモータ駆動手段Ｍ７から出力
される駆動信号に対しステップモータＭ２の回転が遅れ
、実際のスロットル開度と、駆動信号から推定されるス
ロットル開度とに偏差を生ずることが考えられるので、
ディレ一時間を設定し、所定時間継続して偏差が所定値
以上となったとき異常を検出するよう構成してもよい。

尚この異常検出手段ＭＩＱとしては、当該開閉制御装置
がマイクロコンピュータを用いて構成されていれば、そ
の−処理として実現することができ、そうでなければ演
算増幅器等を用いたアナログ回路により実現できるが、
いずれにしても、スロットル開度の検出値と推定値とを
比較するため、これら各値を対応するデジタル値、ある
いはアナログ値に変換する必要はある。

［作用］ 以上の如く構成された本発明のスロットルバルブの開閉
制御装置においては、通常、目標ステップ位置算出手段
Ｍ６が、運転状態検出手段Ｍ５で検出された内燃機関Ｍ
４の運転状態に応じて、スロットルバルブＭ１を開閉す
るステップモータＭ２の目標ステップ位置を算出し、そ
れに応じてステップモータ駆動手段Ｍ７よりステップモ
ータＭ２の駆動信号が出力されることから、スロットル
開度が内燃機関の運転状態に応じて良好に制御されるこ
ととなる。一方当該制御装置の制御系に何らかの故障が
生じ、スロットル開度を良好に制御できなくなると、ス
ロットル開度検出手段Ｍ８で検出されるスロットル開度
とスロットル開度検出手段Ｍ９で推定されるスロットル
開度との偏差が大きくなり、異常検出手段Ｍ１０で以て
その旨が検出されることとなる。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。

まず第２図は本実施例のスロットルバルブの開閉制御装
置が搭載された内燃機関及びその周辺装置を表わす概略
溝成図である。

図において１は内燃機関を示し、この内燃機関１の吸気
管２には、サージタンク３の上流で吸気量を制限するた
め、ステップモータ４により開閉され、その開度を検出
するスロットル開度セン°す５を備えたスロットルバル
ブ６が設けられている。

またスロットルバルブ６の上流には、吸入空気を浄化す
るエアフィルタ７、及び吸気量を検出するエアフロメー
タ８が備えられている。

一方９は内燃機関１の暖機状態を検知するため冷却水温
を検出する水温センサ、１０は内燃機関１の回転と同期
してイグナイタ１１より発生される高電圧を各気筒の点
火プラグに分配するディストリビュータを表わし、この
ディストリビュータ１０にはその回転に応じてパルス信
号を出力する回転数センサ１２が備えられている。また
１３はアクセルペダル１４の踏み込み甜に応じて検出信
号を出力するアクセルポジションセンサ、１５は当該内
燃機関１が搭載された車両の走行速度を検出する車速セ
ンサ、１６はトランスミッションのシフト位置を検出す
るシフト位置検出センサを夫々表わしている。

上記エアフロメータ８、水温セン１ノ９、回転数センサ
１２、アクセルポジションセンサ１３、車速センサ１５
、及び２７１〜位首検出センサ１６からの検出信号は人
々電子制御回路２０に出力される。電子制御回路２０は
マイクロコンピュータを中心に構成され、上記各センサ
を用いて検出された内燃機関１の運転状態に応じて燃料
噴射量を算出し、燃料噴射弁２２を駆動制御する燃料噴
射制御を実行すると共に、アクセルペダル１４の踏み込
み１等、機関の運転状態に応じてスロットルバルブ６の
開度を求め、その開度を表わず開度情報をステップモー
タ４の駆動制御回路２４に出力するスロットル開度算出
処理を実行する。

ここで上記電子制御回路２０から出力されるスロットル
バルブ６の開度情報は、内燃機関１の運転状態に応じて
算出されるスロットル開度を表わすものでおるが、本実
施例では、この開度情報をスロットルバルブ６の仝閉か
ら全開までの回転角度をＯ〜７２０ステップで表わすデ
ジタル信号として出力するよう構成されている。即ら電
子制御回路２０は、内燃機関１の運転状態に応じて求め
たスロットル開度を、スロットルバルブの仝閉から全開
までの回転角度８１°を７２０に分割した値０．１１２
５°で以て割算し、その割算結果をデジタル信号として
出力するよう構成されているのテおる。従って電子制御
回路２０からは、スロットル開度を表わす開度情報とし
て１０ｂｉｔの情報が出力されることとなる。

次にスロットルバルブ６は、第３図に示す如く、吸気管
２の一部とされるスロットルボディ３１と、バタフライ
弁３２と、バタフライ弁３２を回動可能に固定するシャ
フト３３、とから構成され、シャフト３３の一端に取り
付けられたスロットル開度センサ５によりバタフライ弁
３２の回転角度、即らスロットル開度を検出できるよう
にされている。またシＶフ１〜３３の他端には、ステッ
プモータ４の回転１［１１４ａに取り付けられたギヤ３
４に咬合されるギヤ３５が取り付けられ、ステップモー
タ４の回転によりバタフライ弁３２を開閉できるように
されている。

ここで本実施例ではギヤ３４とギヤ３５とのギヤ比は１
：２に設定され、ステップモータ４には、１−２相励磁
によって１ステツプ当たり０．９度回転する４相ステツ
プモータが用いられている。

従ってスロットルバルブ６はステップモータ４の１ステ
ツプ当たりに０．４５°回転されることとなり、電子制
御回路２０から出力される開度情報に応じてステップモ
ータの目標ステップ位置を算出するには、開度情報を４
で割算すればよいということになる。つまり開度情報は
１ステツプ当たり０．１１２５°の分解能で以てスロッ
トル開度を表わす情報であることから、この開度情報を
４で割算すればステップモータ４の分解能と同じ１ステ
ツプ当たり０．４５°の分解能で以てスロットル開度を
表わす情報を１ｑることができ、これをそのままステッ
プモータ１４の目標ステップ位置として用いることがで
きるのである。尚本実施例では、単に開度情報を４で割
算した値をそのまま目標ステップ位置として算出するだ
けでなく、υ］紳の結果前られる余りに応じて目標ステ
ップ位置をデユーティ制御することにより、スロットル
バルブ６の平均開度が開度情報に対応した開度となり、
ステップモータ４で実現可能な分解能により高い分解能
で以てスロットル開度を制御するようされている。

また上記スロットル開度センサ５には、スロットルバル
ブ６の開度に応じて抵抗値の変化する可変抵抗器が用い
られ、この可変抵抗器に所定電圧を印加することにＪ：
す、第４図に示す如くスロットルバルブ仝閉時には０．
５Ｖで、スロットル開度１０’毎に０．５　［Ｖ］上界
する電圧信号が（実スロツ１〜ルメロ信月）　ｂ）’＋
”ニアられるようにされている。

次にスロットル開度セン４ｊ５からの検出信号即ら上記
電圧信号は、電子制御回路２０から出力される開度情報
と共にステップモータ４の駆動制御回路２４に入力され
る。駆動制御回路２４では、−り記メロ情報に基づきス
テップモータ４の目標ステップ位置を算出し、ステップ
モータ４を駆動プる、ステップモータの駆動制御を実行
する他、この制御によって推定されるスロットルバルブ
６のスロットル開度と、スロワ１ヘル開度センサ５によ
り検出された実際のスロットル開度と、の偏差から当該
制御装置の異常を検出し、警報ランプ２６を点灯する、
異常検出制御を実行する。

この駆動制御回路２４は、第５図に示す如く、上記制御
を実行するワンデツプマイクロコンピュータ４１と、ワ
ンデツプマイクロコンピュータ４１に基準クロックパル
スを供給するり［１ツクジユネレータ４２と、ワンチッ
プマイクロコンピュータ４１より出力される制御信号に
応じてステップモータ４を駆動する駆動回路４３と、同
じくワンデツプマイクロコンピュータ４１より出力され
る制御信号に応じて警報ンン１２６を点灯する点灯回路
４４とから構成されている。またワンデツプマイクロコ
ンピュータ４１は、クロツクジュネレータ４２からの基
準クロックイ３号に基づき２［ｍ５ｅＣ］ｆｉ）にフラ
グ「をセットする特訓５１と、同じくクロツクジュネレ
ータ４２からの基準クロック信号に基づき６００　［μ
５ｅｃｌ毎に割込要求を発生するプログラマブルタイマ
５２と、この割込要求に応じて割込処理を実行させる割
込制御回路５３と、ステップモータの駆動制御及び異常
検出処理を実行するＣＰＵ５４と、ＣＰＵ５４で演算処
理を実行するのに必要な制御プログラムやデータが予め
記録されたＲＯＭ５５と、ＣＰＵ５４で演算処理を実行
するのに必要なデータが一時的に読み出きされるＲＡＭ
５６と、電子制御回路２０から出力されるスロットルバ
ルブ６の開度情報を入力すると共に、駆動回路４３及び
点灯回路４４に制御信号を出力する人出力バッフ７５７
と、スロットル開度センサ５から出力される実スロット
ル開度信号をＡ／Ｄ変換づるＡ／Ｄ変換器５８とから構
成されている。

以下、上記の如く構成されたワンチップマイクロコンピ
ュータ４１で実行される演算処理について第６図及び第
７図に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。尚
、第６図は上記ｖｊ込制御回路５３の動作によってプロ
グラマブルタイマ５２ら発生されるパルス信号に応じて
６００　［μｓｅＣ］毎に実行され、ステップモータＭ
２を駆動する駆動制御ルーチンを表わし、第７図は内燃
機関１の運転中くり返し実行され、第６図の駆動ｔｌ、
＋制御ルーチンでステップモータ４を駆動する際必要な
、目標ステップ位置を篩用する目標ステップ位置算出ル
ーチンを表わしている。

駆動制御ルーチンでは、先ずステップ１０１を実行し、
Ａ／Ｄ変換器５８を介して入力されるスロットル開度セ
ンサ５の検出信号からスロットルバルブ６の実際のスロ
ットル開度（実スロットル開度）ＴＩ−１１を読み込み
、次ステツプ１０２に移行する。ステップ１０２では現
時点でのステップモータ４のステップ位置Ｎ５ＴＥＰか
らスロットルバルブ６のスロットル開度ＴＨ２（推定ス
ロットル開度）を推定する。この推定スロットル開度Ｔ
）−（２の推定には次式 ％式％ が用いられ、推定スロットル開度Ｔ　Ｉ−１２が上記ス
テップ１０１にて読み込んだ実スロットル開度Ｔト１１
と対応する値になるようされている。つまり、ステップ
モータ４の１ステツプ当たりの回転角度が０．４５°で
、スロットル開度セン１ノ５から出力される電圧信号が
１°当たり０．０５　［Ｖ］変化し、更にはスロットル
バルブ６の仝閉時にスロットル開度５から出力される基
準電圧が０．５［Ｖ］であることから、上記のようにＮ
５ＴＥＰに０．４５及び５／１００を掛け、０．５を加
汗すれば、スロットル開度センサ５から出力された検出
信号に対応した推定スロットル開度ＴＨ２が算出できる
のである。

次にステップ１０３においては、ステップ１０１にて読
み込んだ実スロットル開度丁［−１１と、ステップ１０
２で求めた推定スロツ１〜ル開度丁ト１２と、の偏差Δ
ＴＨを算出し、ステップ１０４に移行する。ステップ１
０４ではこの偏差Δ−「Ｈが所定値に１であるか否かを
判断し、ΔＴ　）−１＜　Ｋ　１であればステップ１０
５に移行してカウンタＣ１の値をクリアし、逆にΔＴＨ
≧に１であればステップ１０６に移行してカウンタＣ１
の値をインクリメントする。尚このに１の値には、スロ
ットル開度センサ５の検出誤差に所定の設計マージンを
加鋒した値が設定されている。

ここで上記のように、本駆動制御ルーチンの先頭に近い
ステップ１０２でスロットル開度を推定し、ステップ１
０４で実スロットル開度と比較するのは、いかに高速駆
動が可能なステップモータでも駆動信号が出力されてか
ら（後述ステップ１１３）実際にスロットル開度が変化
するまでに時間遅れがあり、非常に高速なルーチン内で
駆動信号出力直後にスロットル開度を比較するのでは良
好な異常検出ができないからである。また上記に１を決
定するためのスロットル開度センリ５の検出誤差として
は、製品ばらつき等を考慮すると、実際には第４図にお
【プる同一スロットル開度に対して±０．２５　［Ｖ］
程度の値となる。従ってこの値に設計マージンを含めた
適度な値をに１とすることによって異常誤検出が低減さ
れる。

ステップ１０５又はステップ１０６にて、カウンタＣ１
の値が所定の値に設定されると、ステップ１０７を実行
し、後述の目標ステップ位置算出ルーチンで算出された
ステップモータ４の目標ステップ位置ＴＳ−ｒＥＰから
現在のステップ位置Ｎ５ＴＥＰを減算し、Ｓ差Δ５ＴＥ
Ｐを算出する。

そして続くステップ１０８では、この偏差Δ５ＴＥＰが
正であるか否かを判断し、Δ５ＴＥＰ＞０であればステ
ップ１０９に移行して、ステップモータ４のステップ位
置Ｎ５ＴＥＰを目標ステップ位置ＴＳＴＥＰに近づける
べく、Ｎ５ＴＥＰの値に「１」を加算し、ステップ１１
０に移行する。

一方上記ステップ１０８にてΔ５ＴＥＰの値が正でない
日刊断された場合には、ステップ１１１に移行して、今
度はΔ５ＴＥＰの値が負であるか否かを判断する。そし
てΔ５ＴＥＰの値が負で必れば次ステツプ１１２に移行
し、Ｎ５ＴＥＰの値から「１」を減算し、ステップ１１
０に移行する。

またΔ５ＴＥＰの値が負でなければ、即ちΔＳ丁ＥＰが
ｒＯＪで目標ステップ位置ＴＳＴＥＰと現在のステップ
位置Ｎ５ＴＥＰとが一致している場合には、そのままス
テップ１１０に移行する。

ステップ１１０においては、Ｎ５ＴＥＰの下位３ｂｉｔ
の値に基づき、次表に示す如き、データマツプを用いて
駆動回路４３に出力する制御信号パターンを綽出し、ス
テップ１１３に移行してこの制御信号パターンに応じた
制御信号を出力し、本ルーチンの処理を一旦終了する。

ここで上記ステップ１１０にてＮ５ＴＥＰの下位３ｂｉ
ｔから上記駆動信号パターンを算出するのは、ステップ
モータ４が４相で、１−２相励磁によって駆動するため
、駆動信号パターンとしては８パターンとなり、下位３
’ｂｉｔのステップ位置情報のみでステップモータ４を
駆動制御することができるからである。

次に第７図に示す目標ステップ位置算出ルーチンでは、
ステップモータ４の目標ステップ位置を線用する他、上
記駆動制御ルーチンでカウントされるカウンタＣ１の値
に基づき、当該制御装置の異常を検出し、警報ランプ２
６を点灯するといった異常検出処理も合わせで実行する
。

この処理が開始されるとまずステップ２０１を実行し、
哨計５１によって２　［ｍ５ｅＣ］毎にセットされるフ
ラグＦがセット状態であるか否かを判断する。そしてフ
ラグＦがリセット状態であれば次ステツプ２０２に移行
して、電子制御回路より出力された１０ｂｉｔの開度情
報ＩＴＳＴＥＰを読み込みステップ２０３に移行する。

ステップ２０３では上記ステップ２０２にて読み込まれ
た開度情報ＩＴＳＴＥＰのうち上位８ｂｉｔをステップ
モータ４の基準ステップ位置ＢＴＳＴＥＰとして設定し
、ステップ１０４に移行する。この処理は上述した如く
、開度情報ＩＴＳＴＦＰが１ステツプ当たり０．１１２
５°の分解能で以てスロットル聞噴を表わすもので、ス
テップモータ４により実現可能な１ステツプ当たり０゜
４５°の分解能で以（スロットル開度を表わすには、上
記開度情報ＩＴＳＴＥＰを「４」で割ればよいことから
、下位２ｂｉｔを取り除くことによって開度情報ＩＴＳ
ＴＥＰを「４」で割り、その値を後述の処理にてステッ
プモータ４の目標ステップ位置を決定する際基準となる
基準ステップ位置ＢＴＳＴＥＰに設定しているのでおる
。

次にステップ２０４では、今度は上記ステップ２０２に
て読み込まれた開度情報ＩＴＳＴＥＰのうち下位２ｂｒ
ｔ、即ち開度情報ＩＴＳＴＥＰを「４」で割った余りを
、後述の処理にてステップモータ３のステップ位置をデ
ユーティ制御するために用いるデユーティデータＤＴＳ
ＴＥＰとして設定し、次ステツプ２０５に移行する。

ステップ２０５においては前記駆動制御ルーチンで実ス
ロットル開度Ｔ　Ｈ１と推定スロットル開度ＴＨ２との
偏差ΔＴＨが所定値に１以上となったときカウントされ
るカウンタＣ１の値が所定値に２、例えば１００以上と
なったか否かを判断する。そしてＣ１≧に２で必れば当
該制御装置に異常が発生したものとしてステップ２０６
に移行し、警報ランプ２６を点灯すべく点灯回路４４に
制御信号を出力する。尚このステップ２０５の処理は、
駆動制御ルーチンで算出される実スロットル開度Ｔ１〜
１１と推定スロットル開度Ｔｌ−１２との偏差ΔＴ］−
１が所定値に１以上となるのは、必ずしも制御装置６に
異常が発生した場合だけでなく、スロットルバルブ６の
急開又は急閉時に生ずる制御の応答遅れに起因すること
も考えられるので、ΔＴＨ≧に１の状態が所定時間継続
している場合にのみ異常を検出するようにしているので
ある。つまり駆動制御ルーチンは、６００　［μ５ｅｃ
ｌｆｒｉに実行されるので、カウンタＣ１の値が所定値
に２以上となったか否かを判断することによりΔＴｌ−
１≧に１の状態が所定時間継続している旨を検出するこ
とができるのである。従ってに２の値を１００とすれば
、八Ｔ１−１≧に１の状態が６０　［ｍ５ｅｃ］（１０
０Ｘ６００［μｓｅｃ］）以上継続シティるとき異常が
検出され警報ランプ２６が点灯されることとなる。

次に上記ステップ２０１にてフラグ「がセット状態でお
る日刊断された場合には、ステップ２０７に移行して、
フラグＦをリセットすると共にカウンタＣ２の値をイン
クリメントする。続くステップ２０８ではこのインクリ
メントされたカウンタＣ２の値が４以上か否かを判断し
、Ｃ２≧４でおればステップ２０９に移行して、カウン
タＣ２の値をクリアする。

−５上記ステップ２０８にてＣ２〈４で必る日刊断され
た場合、あるいはステップ２０９にてカウンタＣ２の値
がクリアされた場合には、ステップ２１０に移行して、
今度はカウンタＣ２の値が、上記ステップ２０４で設定
されたデユーティデータＤＴＳＴＥＰ、即ら開度情報を
４で割った余り以上であるか否かを判断する。そしてこ
のステップ２１０にてＣ２≧ＤＴＳＴＥＰでおる日刊断
されると、ステップ２１１に移行して、ステップモータ
４の目標ステップ位置ＴＳＴＥＰに上記ステップ２０３
で設定された基準ステップ位置ＢＴＳＴＥＰをそのまま
設定し、ステップ２０１に移行する。一方上記ステップ
２１０にてＣ２＜ＤＳＴＥＰである買判断された場合に
は、ステップ２１２に移行して、今度は基準ステップ位
置ＢＴＳＴＥＰに１を加えた値を目標ステップ位置ＴＳ
ＴＥＰとして設定し、再度ステップ２０１に移行する。

ここで上記ステップ２０７ないしステップ２１１の処理
は、２　［ｍ５ｅｃ］毎にＯないし３に変化する力１ク
ンタＣ２の値と開度情報ＩＴＳＴＥＰの下位２ｂｉｔ情
報であるデユーティデータＤＴＳＴＥＰとを比較器るこ
とで、開度情報ＩＴＳＴＥＰを４で以て割算した余りに
相当するデユーティ比（本実施例では２５％、５０％、
７５％のいずれか）に応じて基準ステップ位置ＢＴＳＴ
ＥＰに１を加算し、スロットルバルブ６の平均開度が開
度情報ＩＴＳＴＥＰに応じた開度となるようステップモ
ータ４の目標ステップ位置−ｒ　Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐをデユ
ーティ制御するための処理である。尚本実施例において
このデユーティ制御は、２　［ｍ５ｅｃ］×４、即ら３
　［ｍ５ｅｃ］周明で実行されることとなる。

以上説明したように、本実施例のスロットルバルブの開
閉制御装置においては、スロットル開度５で検出された
実スロットル開度ＴＨＩとステップモータ４のステップ
位置Ｎ５ＴＥＰから推定される推定スロットル開度Ｔ　
）−１２との偏差△Ｔ］−１が所定値に１を越え、その
状態が所定時間継続したとぎ当該制御装置の異常を検知
し、警報ランプ２６を点灯するよう構成されている。従
ってステップモータ４ヤ駆動制御回路４３、あるいはス
テップモータ４からスロットルバルブ６への動力伝達系
が故障した際、その旨を正確に検出することかでき、装
置の信頼性を向上することができる。

また、本実施例では、制御信号のうちステップモータ４
で実現可能な分解能まで割算した結果をそのままステッ
プモータ４の目標ステップ位置とせず、その値に余りに
応じたデユーティ比で以て１を加算した値を目標ステッ
プ位置とし、ステップモータ４を駆動制御していること
から、スロットルバルブ６の平均開度をステップモータ
４で実現可能な分解能より高い分解能で昼で制御するこ
とができ、開閉制御の精度を向上することができる。

以上、上記実施例では駆動制御回路２４＠ワンチツプマ
イクロコンピユータ４１を用いて構成したか、次に本発
明の第２実施例として駆動制御回路２４をマイクロコン
ピュータを用いない電子回路により構成したスロットル
バルブの開閉制御装置について説明する。尚本実施例で
は電子制御回路２０やステップモータ４、あるいはスロ
ットル開度しン９５等の構成は前記実施例と全く同様で
、駆動制御回路２４の回路構成のみが異なるものを例に
とり説明する。

第８図に示す如く本実施例の駆動制御回路６０は、まず
１６００Ｈ７のパルス信号を出力する発振器６１と、こ
の発振器６１から出力された１６００１−Ｉ　Ｚのパル
ス信号を１／２０分周し、８０１−ＩＺのパルス信号を
出力する分周器６２と、この分周器６２からのパルス信
号をカウントする２ｂｉｔカウンタ６３と、このカウン
タ６３から出力される２ｂｉｔ情叛と電子制御回路２０
−から出力される開度情報のうちド位２ｂｉｔの情報と
を比較し、これら各情報が一致した時Ｈ；ｇｈレベルの
信号を出力する比較器６４と、カウンタ６３から出力さ
れる２ｂｉｔ情報が「Ｏ」である時ト＋　ｉｇｈレベル
の信号を出力するようＡＮＤ素子を用いて構成されたＮ
ＯＲ回路６５と、ＮＯＲ回路６５の出力信号によりヒラ
１〜され比較器６４からの出力信号によりリセットされ
るＲ−Ｓフリップフロップ６６と、を備え、Ｒ−Ｓフリ
ップフロップ６６から開度情報を４で割算して１ｑられ
る余りに応じたデユーティ比で５Ｑ［ｍ５ｅｃ］　　（
＝４／８０Ｈ２＞毎に１を発生するようされている。

またこの駆動制御回路６０には電子制御回路２０−から
出力される開度情報のうち上位８ｂｉｔの情報と上記Ｒ
−Ｓフリップフロップ６６から５（Ｂｍｓｅｃｌ毎に出
力されるデユーティ信号とを加鈴し、目標ステップ位置
信号を出ツノする８ｂｉｔの加Ｃ１器６７と、この加算
器６７からの目標ステップ位置信号Ａと現在のステップ
位置信号Ｂとを比較し、アップダウンカウンタ６８を動
作する比較器６９と、比較器６９より出力される制０１
１信号により１６００Ｈｚでカウントアツプ又はカウン
トダウンし、ステップ位置信号を出力するアップダウン
カウンタ６８と、アップダウンカウンタ６８から出力さ
れるステップ位置信号の下位３ｂｉｔのステップ情報に
応じて前記表に示したパターンで以てステップモータ４
−の駆動信号を出力づるデコータ７０と、その駆動信号
に応じてステップモータ４′を駆動する駆動回路７１と
が備えられ、前記実施例と同様、ステップモータ４−の
目標ステップ位置をデユーティ制御し、ステップモータ
４−で実現可能な分解能より高い分解能で以てスロット
ル開度を制御し得るよう構成されている。

更にこの駆動制御回路６０には、アップダウンカウンタ
６８から出力されるステップ位置信号をＤ／Ａ変換する
ことによりスロットルバルブのスロツ１〜ル開度をＩｉ
ｆ定すると共に、この推定スロツ１〜ル開度とスロット
ル開度センサ５−により検出された実スロットル聞直と
から、当該装置の異常を検出し、警報ランプ２６′を点
灯するよう、ステップ位置信号をＤ／△変換し、第９図
に示す如くステップ位置がＯ〜２５６ステツプ変化する
間それに応じてＯ〜５［Ｖ］変化する推定スロツｌ−ル
開度信号Ｖｎを出力するＤ／Ａ変換器７２と、この推定
スロットル開度信＠Ｖｎとスロットル開度センナ５′か
らの実スロットル開度信号ｙｔｈとから異常を検知し、
警報ランプ２６′を点灯すべく制御信号を出力する異常
検出回路７３と、異常検出回路７３から出力された制御
信号により警報ランプ２６−を点灯する点灯回路７４と
、が備えられている。尚ステップモータ４′は１ステツ
プ当たりにスロットルバルブを０．４５°開閉し、スロ
ットルバルブは全開で８１°であることから、ステップ
位置信号はＯ〜１８０ステップの範囲内でしか変化せず
、実際にＤ／Ａ変換器から出力される推定スロットル開
度信号Ｖ口は、第９図に点線で示すように、Ｏ〜３．５
２　［Ｖ］の電圧となる。

異常検出回路７３は第１０図に示す如く、Ｄ／Ａ変換器
７２から出力される推定スロツｉ〜ル開度信号ｙｎをス
ロットル開度センサから出力される実スロットル開度信
号ｖｔｈに対応させ、その誤差Ｖｄを求める演算回路８
］と、誤差Ｖｄが所定値Ｖαを越えたか否か判断する比
較回路８２と、Ｖｄ＞Ｖαの状態が所定時間継続すると
点灯回路７４を動作ざぜ、警報ランプ２６−を点灯させ
る遅延回路８３とから構成されている。

ここで演算回路８１は、誤差Ｖｄを次式％式％ ５／１００　：スロットル開度１°当たりのｖｔｈＯ，
４５：１ステツプ当たりのスロットル開度で以て算出す
るよう、オペアンプＯＰＩからなるバッファを介して入
力された実スロットル開度信号Ｖｔｈを１／１．１５２
倍した値から、推定スロワ１〜ル聞磨信号Ｖｎ及びバッ
テリＢ１から印加される＜０．５／１．１５２＞［Ｖ］
を減ＲｉＬ、（（Ｖｔｈ／１．１５２＞−（０，０５２
／１．１５２１−ＶＤ）を筒用するオペアンプＯＰ２を
用いて構成された差動増幅回路と、この演算結果を１．
１５２倍してその絶対値をとるためオペアンプＯＰ３及
びＯＦ２を用いて構成された絶対値増幅回路とから構成
されている。また比較回路８２はオペアンプＯＰ５を用
いて構成され、誤差Ｖｄが許容電圧■αを越えたときＨ
ｉ　ｇ　ｈレベルの信号を出力する。この許容電圧Ｖα
（ま前記第６図に示したステップ１０４のに１と同様、
スロットル開度セン１）５の検出誤差に所定の設訓マー
ジンを加算した値が設定されている。更に遅延回路８３
にはコンチングと抵抗とからなる積分回路か用いられ、
その時定数で決定される所定時間、継続して比較回路８
２から）（ｉｇｈレベルの信号が出力されると点灯回路
７４を介して警報ランプ２６′を点灯するようされてい
る。

以上の如く構成された本実施例のスロットルバルブの開
閉制御装置においても、前記実施例と同様、スロットル
バルブが正常に開閉制御されていない場合にはその旨を
正確に検知し、警報ランプ２６′を点灯するよう動作す
る。従って異常発生時には運転者に警告を与えることが
でき、装置の信頼性を向上することができるようになる
。

［発明の効果］ 以」−詳述した如く、本発明のスロットルバルブの開閉
制御装置によれば、内燃機関の運転状態に応じてスロッ
トルバルブを開閉制御Ｃきるだけでなく、ステップモー
タに脱調を生じた場合等、制御系に何らかの故障が生じ
、スロットルバルブを所望の開度に制御できなくなった
場合には、その旨を正確に検出することができ、当該開
閉制御（ｌ装置の信頼性を向上することができるように
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を表わすブロック図、第２図ない
し第７図は本発明の一実施例を示し、第２図はスロット
ルバルブ開閉制御Ｉ装置が搭載されたエンジン及びその
周辺装置を表わす概略構成図、第３図はスロットルバル
ブ、ステップモータ及びスロワ１〜開度度センサの構成
を表わす構成図、第４図はスロットル開度センサ゛から
出力される実スロットル開度信号を表わす線図、第５図
はステップモータを駆動する駆動制御回路を表わすブロ
ツ表わすフローチャート、第７図は駆動制御回路でくり
返し実行される目標ステップ位置算出ルーチンを表わす
フローチャート、第８図ないし第１０図は本発明の他の
実施例を示し、第８図は駆動制御回路の回路構成を表わ
す電気回路図、第９図はＤ／Ａ変換器７２より出力され
る推定スロットル開度信号を表わす線図、第１０図は異
常検出回路７３の回路構成を表わす電気回路図である。 Ｍｌ、６・・・スロットルバルブ Ｍ２，４・・・ステップモータ Ｍ３，１４・・・アクセルペダル Ｍ４，１・・・内燃機関 Ｍ５・・・運転状態検出手段 Ｍ６・・・目標ステップ位置算出手段 Ｍ７・・・ステップモータ駆動手段 Ｍ８・・・スロットル開度検出手段 Ｍ９・・・ス臼ットル開度検出手段 Ｍ１０・・・異常検出手段 ５・・・スロットル開度センサ １１・・・アクセルポジションセンサ ２０・・・電子制御回路 ２４・・・駆動制御回路 ４１・・・ワンチップマイクロコンピュータ４２・・・
クロックジュネレータ ４３・・−駆動回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スロットルバルブを開閉するステップモータと、少なく
   ともアクセルペダルの踏み込み量を含む内燃機関の運転
   状態を検出する運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段の検出結果に応じて上記ステップモ
   ータの目標ステップ位置を算出する目標ステップ位置算
   出手段と、 該算出された目標ステップ位置に応じて上記ステップモ
   ータの駆動信号を出力するステップモータ駆動手段と、 を備えたスロットルバルブの開閉制御装置において、 上記スロットルバルブの実スロットル開度を検出するス
   ロットル開度検出手段と、 上記ステップモータ駆動手段から出力される駆動信号に
   基づき上記スロットルバルブのスロットル開度を推定す
   るスロットル開度推定手段と、該スロットル開度推定手
   段で推定された推定スロットル開度と上記スロットル開
   度検出手段で検出された実スロットル開度との偏差に基
   づき当該開閉制御装置の異常を検出する異常検出手段と
   、を設けたことを特徴とするスロットルバルブの開閉制
   御装置。