JP2002122036A

JP2002122036A - 電子スロットル制御装置

Info

Publication number: JP2002122036A
Application number: JP2000314685A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Ishida; 克己石田; Shinji Ikeda; ▲慎▼治池田
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-04-26
Also published as: US20020043242A1; EP1199455A2

Abstract

(57)【要約】【課題】マイコンの高機能化、スロットルボディの非線
形ボア化を図ることなく現状ハード構成を使用して電子
スロットルを高分解能で開度制御すること。【解決手段】電子スロットル制御装置は、アクセルセン
サ８により設定される目標開度ＴＡＲに基づいて電子ス
ロットル１のモータ５をＰＷＭ制御によりオープンルー
プ制御するものである。マイコン１１は、所要デューテ
ィ比でオンパルスの通電幅を周期的に制御してモータ５
への出力電流を制御する。マイコン１１は、設定目標開
度ＴＡＲに応じたデューティ比を自身の出力分解能を越
える精度で算出する。その算出デューティ比が出力分解
能の値を越えたとき、マイコン１１は、周期的に制御さ
れるオンパルスのデューティ比に対し１回置きに出力分
解能の値を加え、モータ５に出力される電流を平均化処
理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンの吸気
通路を開閉するスロットルバルブをモータにより駆動さ
せるようにした電子スロットル制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、自動車用エンジン等
に使用される電子スロットル制御装置が知られている。
電子スロットル制御装置は、エンジンの吸気通路に設け
られるリンクレスタイプのスロットルバルブをモータ等
のアクチュエータにより開閉駆動させるようにした電子
スロットルと、そのモータを制御するコントローラとを
備える。コントローラは、例えば、運転者によるアクセ
ルペダルの操作量に基づいて電子スロットル（スロット
ルバルブ）の目標開度を設定する。コントローラは、設
定された目標開度と、スロットルセンサにより検出され
るスロットルバルブの実開度との開度偏差に基づいてモ
ータをフィードバック制御することにより、実開度が目
標開度となるように電子スロットルを制御する。又、ス
ロットルセンサに異常がある場合は、コントローラは、
運転者により設定された目標開度に基づいてモータをオ
ープンループ制御することにより、スロットルバルブが
目標開度となるように電子スロットルを制御するように
なっている。

【０００３】ここで、電子スロットルとして、供給され
る制御電流の値（例えば、「ＰＷＭ制御によるオンパル
スのデューティ比の値」）によりスロットルバルブの開
度（スロットル開度）が決まる特性を有するアクチュエ
ータを用いたものがある。この種のアクチュエータとし
て、例えば、実開昭６２−１８８６７７号公報に開示さ
れた「電磁ロータリーアクチュエータ」や、特開平９−
３０８２１１号公報に開示された「アクチュエータ」等
がある。例えば、実開昭６２−１８８６７７号公報に開
示された「電磁ロータリーアクチュエータ」を用いた電
子スロットルでは、ステータに設けられたコイルの電流
制御（例えば「デューティ比制御」）による励磁力の変
化により、ステータと対の磁化されたロータに回転力を
付与し、ロータに連結されたスロットルバルブを開方向
へ回転させ、ロータと共にスロットルバルブを励磁力に
より定まる角度位置に回転・停止させるようになってい
る。

【０００４】ここで、上記したような電子スロットルの
動作特性の一例を図７に示す。この場合、２０〜８０％
のデューティ比の範囲で、スロットル開度はデューティ
比に対してほぼ直線的な変化特性を示す。このような特
性の電子スロットルをコントローラで制御した場合、図
８に示すように、スロットル開度の分解能（開度分解
能）ＬＴＡは、コントローラで使用されるマイコンの性
能により決まる出力分解能（デューティ比の制御最小単
位）ＬＤＴにより決まることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
電子スロットルでは、マイコンの出力分解能ＬＤＴによ
り開度分解能ＬＴＡが決まってしまうので、そのままで
は開度分解能ＬＴＡの設定に限界があった。一方で、近
年の電子スロットルの用途では、高分解能の開度制御が
要求されている。そのため、高分解能の開度制御を電子
スロットルで実現するためには、高機能化したマイコン
を使用したり、特開平５−２９６０６７号公報に開示さ
れているような非線形ボアを備えたスロットルボディを
使用したりしなければならない。

【０００６】しかしながら、高機能化されたマイコンで
は、現状よりも高価となり、電子スロットル制御装置が
現状よりも高価なものになってしまう。又、非線形ボア
を備えたスロットルボディでは、加工に手間が要求され
ることから、結果的に電子スロットル制御装置が現状よ
りも高価なものになってしまう。そこで、マイコンやス
ロットルボディを特に変更することなく、現状のハード
構成を使用したままで高分解能の開度制御を実現するこ
とが望まれていた。

【０００７】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、マイコンを高機能化したり、ス
ロットルボディを非線形ボアに変更したりすることな
く、現状のハード構成を使用したままで電子スロットル
の開度制御を高い分解能で実現することを可能にした電
子スロットル制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、目標開度設定手段により
設定される目標開度に基づいて電子スロットルのアクチ
ュエータをＰＷＭ制御によりオープンループ制御するよ
うにした電子スロットル制御装置において、所要のデュ
ーティ比をもってオンパルスの通電幅を周期的に制御す
ることによりアクチュエータに出力される電流を制御す
るための電流制御手段と、オンパルスの通電幅が周期的
に制御されるとき、所定の出力分解能の値を所定の規則
性を伴い断続的にデューティ比に加えることにより、ア
クチュエータに出力される電流を平均化処理する平均化
処理手段とを備えたことを趣旨とする。

【０００９】上記発明の構成によれば、電子スロットル
制御装置では、電子スロットルの開度を制御するため
に、目標開度設定手段により設定される目標開度に基づ
いてアクチュエータがＰＷＭ制御によりオープンループ
制御される。このとき、電流制御手段により、所要のデ
ューティ比をもってオンパルスの通電幅が周期的に制御
されることにより、アクチュエータに出力される電流が
制御される。ここで、オンパルスの通電幅が周期的に制
御されるとき、平均化処理手段により、所定の出力分解
能の値が所定の規則性を伴い断続的にデューティ比に加
えられることにより、その断続的に加えられた値の分だ
けアクチュエータに出力される電流が平均化処理されて
増える。従って、アクチュエータに出力される電流が増
えた分だけ、アクチュエータの制御分解能が高くなる。

【００１０】上記目的を達成するために、請求項２に記
載の発明は、スロットルバルブをアクチュエータにより
開閉させる電子スロットルと、アクチュエータは、ＰＷ
Ｍ制御によるデューティ比に応じて電子スロットルの開
度を決定する特性を有することと、電子スロットルの目
標開度を設定するための目標開度設定手段とを備え、前
記設定される目標開度に基づいてアクチュエータをＰＷ
Ｍ制御によりオープンループ制御するようにした電子ス
ロットル制御装置において、所要のデューティ比をもっ
てオンパルスの通電幅を周期的に制御することによりア
クチュエータに出力される電流を制御するための電流制
御手段と、設定される目標開度に応じたデューティ比を
電流制御手段の出力分解能を越える精度で算出するため
のデューティ比算出手段と、算出されるデューティ比が
出力分解能を越える値となったとき、周期的に制御され
るオンパルスのデューティ比に対して所定の規則性を伴
い断続的に出力分解能の値を加えることにより、アクチ
ュエータに出力される電流を平均化処理する平均化処理
手段とを備えたことを趣旨とする。

【００１１】上記発明の構成によれば、電子スロットル
制御装置では、電子スロットルの開度を制御するため
に、目標開度設定手段により設定される目標開度に基づ
いてアクチュエータがＰＷＭ制御によりオープンループ
制御される。このとき、電流制御手段により、所要のデ
ューティ比をもってオンパルスの通電幅が周期的に制御
されることにより、アクチュエータに出力される電流が
制御される。ここで、デューティ比算出手段により、上
記設定される目標開度に応じたデューティ比が、電流制
御手段の出力分解能を越える精度で算出される。そし
て、算出されるデューティ比が出力分解能を越える値と
なったとき、平均化処理手段により、電流制御手段の出
力分解能の値が所定の規則性を伴い断続的にデューティ
比に加えられることにより、その加えられる値の分だけ
アクチュエータに出力される電流が平均化処理されて増
える。従って、アクチュエータに出力される電流が増え
た分だけ、アクチュエータの制御分解能が高くなり、そ
の分だけ電子スロットルが高い分解能で制御される。

【００１２】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明の電子スロットル制御装置を具体化した第１の実施の
形態を図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１に電子スロット制御装置の概略構成を
示す。電子スロットル制御装置は、電子スロットル１
と、その電子スロットル１を制御するための電子制御装
置（ＥＣＵ）２とを備える。電子スロットル１は、自動
車用エンジン（図示略）の出力を調節するためのもので
あり、エンジンの吸気通路を構成するスロットルボディ
のボア３に設けられたスロットルバルブ４をアクチュエ
ータであるモータ５により開閉駆動させ、そのスロット
ルバルブ４の実際の開度（実開度）ＶＴＡをスロットル
センサ６により検出するものである。スロットルバルブ
４は、アクセルペダル７の操作には機械的に連動するこ
とのないリンクレスタイプのものである。即ち、スロッ
トルバルブ４は、アクセルセンサ８で検出されるアクセ
ルペダル７の操作量に基づいてＥＣＵ２が制御するモー
タ５の駆動力を受けて開閉される。

【００１４】スロットルバルブ４は、スロットルボディ
のボア３を貫通して設けられたスロットル軸９により回
動可能に支持される。スロットル軸９の一端にはモータ
５が設けられ、その他端にはスロットルセンサ６が設け
られる。モータ５はトルクモータである。このモータ５
は、ＰＷＭ制御によるデューティ比に応じてスロットル
バルブ４の開度を決定する特性を有する。

【００１５】スロットルセンサ６は、例えば、ポテンシ
ョメータにより構成される。アクセルセンサ８は、スロ
ットルバルブ４の目標開度ＴＡＲを設定するために、運
転者によるアクセルペダル７の操作量を目標開度ＴＡＲ
として検出するためのものであり、本発明の目標開度設
定手段に相当する。このセンサ８は、例えば、ポテンシ
ョメータにより構成される。

【００１６】図１に示すように、ＥＣＵ２は、マイクロ
コンピュータ（マイコン）１１、Ａ／Ｄコンバータ１２
及び駆動回路１３を含む。マイコン１１は、電子スロッ
トル１の制御を統括するものであり、本発明の電流制御
手段、デューティ比算出手段及び平均化処理手段に相当
する。マイコン１１は、周知のように中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）、読み出し書き換えメモリ（ＲＡＭ）及び読み出
し専用メモリ（ＲＯＭ）等を含む。ＲＯＭには、電子ス
ロットル１に関する制御プログラムが記憶される。Ａ／
Ｄコンバータ１２は、スロットルセンサ６から出力され
るアナログ信号をデジタル信号に変換してマイコン１１
へ出力するものである。駆動回路１３は、マイコン１１
から出力される制御電流を受けてモータ５へ駆動電流を
出力するものである。

【００１７】図１において、スロットルセンサ６から出
力される実開度ＶＴＡに係るアナログ信号は、Ａ／Ｄコ
ンバータ１２によりデジタル値の信号に変換され、その
信号がマイコン１１に入力される。アクセルセンサ８か
ら出力される目標開度ＴＡＲに係るアナログ信号は、そ
のままマイコン１１に入力される。

【００１８】マイコン１１は、入力される実開度ＶＴＡ
及び目標開度ＴＡＲに係る信号をＰＩＤ制御の手法に従
い処理することによりモータ５を制御する。即ち、マイ
コン１１は、入力される各信号の値に基づいて目標開度
ＴＡＲに対する実開度ＶＴＡの開度偏差ＶＥＲの値を算
出し、その開度偏差ＶＥＲの値に基づいて所定の計算式
に従い制御量ＶＰＩＤの値を算出する。そして、マイコ
ン１１は、その制御量ＶＰＩＤの値に応じた駆動電流を
駆動回路１３を通じてモータ５へ出力し、モータ５のコ
イル電流を制御する。これにより、モータ５の駆動量を
制御してスロットルバルブ４の実開度ＶＴＡを目標開度
ＴＡＲに近付ける。

【００１９】一方、スロットルセンサ６が何らかの原因
で故障した場合には、同センサ６で検出される実開度Ｖ
ＴＡを使用してモータ５をフィードバック制御すること
が困難となる。そこで、この実施の形態の電子スロット
ル制御装置では、スロットルセンサ６の故障時に、アク
セルセンサ８により検出される目標開度ＴＡＲに基づい
てモータ５をＰＷＭ制御によりオープンループ制御する
ことにより、電子スロットル１の故障時制御を行うよう
になっている。

【００２０】次に、その故障時制御について説明する。
図２に、マイコン１１が実行する故障時制御のプログラ
ムの内容をフローチャートに示す。マイコン１１は、こ
のルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。

【００２１】ステップ１００で、マイコン１１は、アク
セルセンサ８で検出される目標開度ＴＡＲに相当するデ
ューティ比ＤＵＴＹの値を算出する。デューティ比ＤＵ
ＴＹとは、図３に示すように、ＰＷＭ制御において、周
期的に制御されるオンパルスの通電幅の１周期Ｔにおけ
る割合Ｄｎを意味する。ここで、マイコン１１は、その
出力分解能ＬＤＴより１ＬＳＢ分だけ多い（高い）精度
でデューティ比ＤＵＴＹを算出する。「ＬＳＢ」は最下
位ビット数を示す。

【００２２】ステップ１１０で、マイコン１１は、算出
されたデューティ比ＤＵＴＹの値の最下位ビット数ＬＳ
Ｂが「１」であるか否かを判断する。ここで、最下位ビ
ット数ＬＳＢが「１」である場合、ステップ１２０で、
マイコン１１は、自身の出力分解能ＬＤＴを上げるため
に、平均化処理要求フラグＸＶＡを「１」に設定する。
一方、最下位ビット数ＬＳＢが「１」でない場合、マイ
コン１１は、ステップ１３０で、平均化処理フラグＸＶ
Ａを「０」に設定し、ステップ１３５で、タイミングフ
ラグＸＴを「０」に設定する。

【００２３】その後、ステップ１２０又はステップ１３
５から移行してステップ１４０で、マイコン１１は、平
均化処理フラグＸＶＡが「１」であるか否かを判断す
る。ここで、同フラグＸＶＡが「１」でない場合、マイ
コン１１は、そのまま処理をステップ１８０へ移行す
る。一方、平均化処理フラグＸＶＡが「１」である場
合、ＰＷＭ制御のデューティ比ＤＵＴＹについて平均化
処理要求があることから、マイコン１１は処理をステッ
プ１５０へ移行する。

【００２４】ステップ１５０で、マイコン１１は、タイ
ミングフラグＸＴが「１」であるか否かを判断する。こ
こで、タイミングフラグＸＴが「１」でない場合、マイ
コン１１は、ステップ１６０で、上記算出されたデュー
ティ比ＤＵＴＹに、マイコン１１の出力分解能ＬＤＴの
値として「１」ＬＳＢ分だけ加算した値を今回のデュー
ティ比ＤＵＴＹとして算出する。その後、ステップ１６
５で、マイコン１１は、次回にステップ１６０の処理を
行わないために、タイミングフラグＸＴを「１」に設定
する。一方、ステップ１５０で、タイミングフラグＸＴ
が「１」である場合、ステップ１７０で、マイコン１１
は、次回にステップ１６０の処理を行うために、タイミ
ングフラグＸＴを「０」に設定する。

【００２５】そして、ステップ１４０、ステップ１６５
又はステップ１７０から移行してステップ１８０で、マ
イコン１１は、今回算出されたデューティ比ＤＵＴＹを
右シフト１回だけした値を出力デューティ比ＤＯＵＴと
して設定する。即ち、今回算出されたデューティ比ＤＵ
ＴＹの値の下位１ビットを切り捨てることにより、マイ
コン１１の出力分解能ＬＤＴに精度を合わせる。

【００２６】その後、ステップ１９０で、マイコン１１
は、設定された出力デューティ比ＤＯＵＴの値により、
デューティ波形の制御電流を駆動回路１３へ出力し、そ
の後の処理を一旦終了する。

【００２７】従って、ステップ１４０で、平均化処理フ
ラグが「１」でない場合、即ち、出力の平均化処理が要
求されていない場合には、図３に示すように、１周期Ｔ
における所定の割合Ｄｎをデューティ比ＤＵＴＹとする
デューティ波形の制御電流が駆動回路１３へ周期的に出
力される。一方、ステップ１４０で、平均化処理フラグ
が「１」である場合、即ち、出力の平均化処理が要求さ
れている場合には、図４に示すように、１周期Ｔにおけ
る所定の割合Ｄｎをデューティ比ＤＵＴＹとすると共
に、その一つ置きマイコン１１の出力分解能ＬＤＴを加
算したデューティ波形の制御電流が駆動回路１３へ周期
的に出力される。

【００２８】例えば、出力デューティ比ＤＯＵＴを１１
ビット精度（１ＬＳＢ＝１μｓ、Ｍａｘ．１μｓ×２¹¹
＝２０４８μｓ（ＰＷＭ周期：ｆ＝４８８Ｈｚ）」とす
ると、デューティ比ＤＵＴＹは、１２ビット精度（１Ｌ
ＳＢ＝０．５μｓ、Ｍａｘ．０．５μｓ×２¹²＝２０４
８μｓ）で算出されることになる。ここで、デューティ
比ＤＵＴＹの最下位ビット数ＬＳＢが「１」ということ
は、「０．５μｓ」の端数を要求していることなので、
図４に示すように、所要の割合Ｄｎに出力分解能ＬＤＴ
を一つ置きに加算するということは、所要の割合Ｄｎに
「１ＬＳＢ」を加算した出力を交互に行うことを意味す
る。つまり、所要の割合Ｄｎに「１μｓ」、「０μｓ」
を交互に加算したオンパルスが周期的に出力されること
になり、出力全体としては、平均して「０．５μｓ」を
加算したオンパルスが周期的に出力されることと等価と
なる。

【００２９】以上説明したように、この実施の形態の電
子スロットル制御装置では、故障時制御において、電子
スロットル１の開度を制御するために、アクセルセンサ
８により設定される目標開度ＴＡＲに基づいてモータ５
がＰＷＭ制御によりオープンループ制御される。このと
き、マイコン１１により、所要のデューティ比ＤＵＴＹ
をもってオンパルスの通電幅が周期的に制御されること
により、駆動回路１３を介してモータ５に出力される電
流が制御される。ここで、マイコン１１により、上記設
定される目標開度ＴＡＲに応じたデューティ比ＤＵＴＹ
が、マイコン１１の出力分解能ＬＤＴを越える精度で算
出される。そして、その算出されるデューティ比ＤＵＴ
Ｙが出力分解能ＬＤＴを越える値となったときに、マイ
コン１１の出力分解能ＬＤＴの値が１回置きにデューテ
ィ比ＤＵＴＹの値である所要の割合Ｄｎに加えられるこ
とにより、その加えられた値の分だけモータ５に出力さ
れる電流が平均化処理されて増えることになる。

【００３０】従って、モータ５に出力される電流が増え
た分だけ、モータ５の制御分解能が高くなり、その分だ
け電子スロットル１が高い分解能で制御されることにな
る。このため、マイコン１１を高機能化したり、スロッ
トルボディのボア３を非線形に変更したりすることな
く、現状のハード構成を使用したままで電子スロットル
１の開度制御を高い分解能をもって実現することができ
るようになる。特には、目標開度ＴＡＲに応じて算出さ
れるデューティ比ＤＵＴＹがマイコン１１の出力分解能
ＬＤＴを越える値となったときにのみ、その目標開度Ｔ
ＡＲの要求に応じて高分解能の開度制御を実現すること
ができる。

【００３１】ここで、電子スロットル１の動作特性を図
７に示すものとし、スロットル開度の変化量を「８０
°」とすると、「６０％」のデューティ比変化量に対し
てスロットル開度がリニアに変化することになる。従っ
て、「１°」当たりのデューティ比変化量を「６０／８
０％」、スロットル要求分解能を「０．０５°（エンジ
ン回転速度で十数ｒｐｍに相当する。）」とすると、
「０．０５°」当たりのデューティ比変化量は（６０／８０）×０．０５＝０．０３７５％となる。これをマイコン１１で制御するのにＰＷＭ制御
を行うと、「５００Ｈｚ」のＰＷＭ周波数に対して、（１／５００）／１００％×０．０３７５％＝０．７５
μｓの出力分解能ＬＤＴが得られる。又、「２５０Ｈｚ」の
ＰＷＭ周波数に対して、（１／２５０）／１００％×０．０３７５％＝１．５μ
ｓの出力分解能ＬＤＴが得られる。

【００３２】現在、エンジン制御で一般に用いられるマ
イコンの出力分解能ＬＤＴは「４μｓ〜１μｓ」程度で
あり、要求される分解能に対して十分とは言えない。そ
こで、ＰＷＭ周波数を低くすると、出力分解能ＬＤＴの
要求は満たされるが、低すぎても問題が起きてしまう。
例えば、ＰＷＭ周波数を「１２５Ｈｚ」にすると、（１／１２５）／１００％×０．０３７５％＝３μｓの出力分解能ＬＤＴが得られるが、ＰＷＭ制御による電
流変動にモータ５が追従して変動しやすくなり、スロッ
トルバルブ４の開閉に振動の問題が起きてしまう。

【００３３】そこで、従来例の説明にもあるように、マ
イコン１１を高性能化したり、スロットルボディのボア
３を非線形化したりしてハード構成を変更することによ
り、スロットル要求分解能を高めることも考えられる。
しかし、これらのハード構成の変更では、現状では、電
子スロットル制御装置が高価なものになってしまう。

【００３４】これに対して、この実施の形態の電子スロ
ットル制御装置では、マイコン１１の出力分解能ＬＤＴ
の２倍の精度でデューティ比ＤＵＴＹを算出する。そし
て、ＰＷＭ制御において、マイコン１１の出力分解能Ｌ
ＤＴを越える出力に対しては、所要のデューティ比ＤＵ
ＴＹの値に出力分解能ＬＤＴの値を加算したオンパルス
を１回置きに出力している。これにより、出力の平均値
として２倍の分解能を実現し、マイコン１１を何らグレ
ードアップ（高機能化）することなく、スロットルボデ
ィのボア３を変更することなく、スロットル要求分解能
を高めることができるのである。

【００３５】［第２の実施の形態］次に、本発明の電子
スロットル制御装置を具体化した第２の実施の形態を図
面に従って説明する。尚、本実施の形態において、前記
第１の実施の形態と同じ構成については、同一符号を付
して説明を省略し、以下では異なった点を中心に説明す
る。

【００３６】この実施の形態では、故障時制御のプログ
ラムの内容の点で第１の実施の形態と構成が異なる。図
５には、その制御プログラムの内容をフローチャートに
示す。

【００３７】ステップ２００で、マイコン１１は、アク
セルセンサ８で検出される目標開度ＴＡＲに相当するデ
ューティ比ＤＵＴＹの値を算出する。ここで、マイコン
１１は、その出力分解能ＬＤＴより２ＬＳＢ分だけ多い
（高い）精度で計算することにより、デューティ比ＤＵ
ＴＹを算出する。

【００３８】ステップ２０１で、マイコン１１は、算出
されたデューティ比ＤＵＴＹの値の下位２ビット以外を
全て「０」にしたデータを処理データＤ０に代入する。
従って、処理データＤ０には、マイコン１１の出力分解
能ＬＤＴを越える分の情報（端数分）が入ることにな
る。

【００３９】ステップ２０２で、マイコン１１は、処理
データＤ０が「０」であるか否かを判断する。ここで、
処理データＤ０が「０」でない場合、即ち、処理データ
Ｄ０に端数がある場合、ステップ２０３で、マイコン１
１は、自身の出力分解能ＬＤＴを上げるために、平均化
処理要求フラグＸＶＡを「１」に設定する。一方、処理
データＤ０が「０」である場合、即ち、処理データＤ０
に端数がない場合、マイコン１１は、ステップ２０４
で、平均化処理フラグＸＶＡを「０」に設定すると共
に、ステップ２０５で、タイミングカウンタＣＴをクリ
アして「０」にする。

【００４０】その後、ステップ２０３又はステップ２０
５から移行してステップ２０６で、マイコン１１は、今
回算出されたデューティ比ＤＵＴＹを右シフト２回だけ
した値を出力デューティ比ＤＯＵＴとして設定する。即
ち、今回算出されたデューティ比ＤＵＴＹの値の下位２
ビットを切り捨てることにより、マイコン１１の出力分
解能ＬＤＴの精度に適合したデューティ比ＤＵＴＹの値
を出力デューティ比ＤＯＵＴに入れる。

【００４１】その後、ステップ２０７で、マイコン１１
は、平均化処理フラグＸＶＡが「１」であるか否かを判
断する。ここで、同フラグＸＶＡが「１」でない場合、
マイコン１１は、そのまま処理をステップ２１６へ移行
する。一方、平均化処理フラグＸＶＡが「１」である場
合、ＰＷＭ制御のデューティ比ＤＵＴＹについて４分割
処理の平均化処理要求があることから、マイコン１１は
処理をステップ２０８へ移行する。

【００４２】ステップ２０８で、マイコン１１は、タイ
ミングカウンタＣＴが「０」であるか否かを判断する。
ここで、タイミングカウンタＣＴが「０」である場合、
マイコン１１は、ステップ２０９で、上記算出された出
力デューティ比ＤＯＵＴに、マイコン１１の出力分解能
ＬＤＴの値である「１」ＬＳＢ分を加算した値を今回の
出力デューティ比ＤＯＵＴとして算出する。その後、ス
テップ２１０で、マイコン１１は、タイミングカウンタ
ＣＴを「１」だけインクリメントして、処理をステップ
２１６へ移行する。一方、ステップ２０８で、タイミン
グカウンタＣＴが「０」でない場合、ステップ２１１
で、マイコン１１は、タイミングカウンタＣＴが「１」
であるか否かを判断する。ここで、タイミングカウンタ
ＣＴが「１」である場合、マイコン１１は、処理をステ
ップ２１２へ移行する。

【００４３】そして、ステップ２１２で、マイコン１１
は処理データＤ０が「２」以上であるか否かを判断す
る。そして、処理データＤ０が「２」以上、即ち、
「２」か「３」である場合、マイコン１１は、処理をス
テップ２０９へ移行する。一方、処理データＤ０が
「２」未満。即ち「１」である場合、マイコン１１は処
理をステップ２１０へ移行する。

【００４４】一方、ステップ２１１で、タイミングカウ
ンタＣＴが「１」でない場合、ステップ２１３で、マイ
コン１１は、タイミングカウンタＣＴが「２」であるか
否かを判断する。ここで、タイミングカウンタＣＴが
「２」である場合、マイコン１１は、処理をステップ２
１４へ移行する。

【００４５】ステップ２１４で、マイコン１１は処理デ
ータＤ０が「３」以上であるか否かを判断する。そし
て、処理データＤ０が「３」以上、即ち、「３」である
場合、マイコン１１は、処理をステップ２０９へ移行す
る。一方、処理データＤ０が「３」未満。即ち「１」又
は「２」である場合、マイコン１１は処理をステップ２
１０へ移行する。

【００４６】一方、ステップ２１３で、タイミングカウ
ンタＣＴが「２」でない場合、マイコン１１は、ステッ
プ２１５で、タイミングカウンタＣＴをクリアして
「０」にして、処理をステップ２１６へ移行する。

【００４７】その後、ステップ２０７、ステップ２１０
又はステップ２１５か移行してステップ２１６で、マイ
コン１１は、今回設定された出力デューティ比ＤＯＵＴ
の値により、デューティ波形を駆動回路１３へ出力し、
その後の処理を一旦終了する。

【００４８】上記のルーチンによれば、図６に表で示す
ように、処理データＤ０、タイミングカウンタＣＴ及び
出力デューティ比ＤＯＵＴの加算の関係が得られる。即
ち、処理データＤ０が「０」のとき（実際には、処理デ
ータＤ０が「０」の時にはタイミングカウンタＣＴは操
作されない。）は、タイミングカウンタＣＴが「０〜
３」となる全てのタイミングで、出力デューティ比ＤＯ
ＵＴに「１」が加算されることはない。処理データＤ０
が「１」のときは、タイミングカウンタＣＴが「０」と
なるタイミングでのみ、出力デューティ比ＤＯＵＴに
「１」が加算される。又、処理データＤ０が「２」のと
きは、タイミングカウンタＣＴが「０」又は「１」とな
るタイミングで、出力デューティ比ＤＯＵＴに「１」が
加算される。更に、処理データＤ０が「３」のときは、
タイミングカウンタＣＴが「０」、「１」又は「２」と
なるタイミングで、出力デューティ比ＤＯＵＴに「１」
が加算される。タイミングカウンタＣＴが「３」となる
ときには、処理データＤ０が「１〜３」となる全ての場
合で、出力デューティ比ＤＯＵＴに「１」が加算される
ことはない。

【００４９】以上説明したように、この実施の形態の電
子スロットル制御装置では、故障時制御において、電子
スロットル１の開度を制御するために、アクセルセンサ
８により設定される目標開度ＴＡＲに基づいてモータ５
がＰＷＭ制御によりオープンループ制御される。このと
き、マイコン１１により、所要のデューティ比ＤＵＴＹ
をもってオンパルスの通電幅が周期的に制御されること
により、駆動回路１３を介してモータ５に出力される電
流が制御される。

【００５０】ここで、マイコン１１により、上記設定さ
れる目標開度ＴＡＲに応じたデューティ比ＤＵＴＹが、
マイコン１１の出力分解能ＬＤＴより２ＬＳＢだけ高い
精度で算出される。そして、算出されたデューティ比Ｄ
ＵＴＹの端数を示す処理データＤ０の値の違いに応じた
タイミングで、マイコン１１の出力分解能ＬＤＴの値が
デューティ比ＤＵＴＹの値である所要の割合Ｄｎに加え
られることにより、その加えられた値の分だけモータ５
に出力される電流が平均化処理されて増えることにな
る。

【００５１】従って、モータ５に出力される電流が増え
た分だけ、モータ５の制御分解能が高くなり、その分だ
け電子スロットル１が高い分解能で制御されることにな
る。このため、マイコン１１を高機能化したり、スロッ
トルボディのボア３を非線形に変更したりすることな
く、現状のハード構成を使用したままで電子スロットル
１の開度制御を高い分解能をもって実現することができ
るようになる。

【００５２】尚、この発明は前記各実施の形態に限定さ
れるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範
囲で以下のように実施することもできる。

【００５３】例えば、前記第１の実施の形態では、図４
に示すように、マイコン１１の出力分解能ＬＤＴの値を
１回置きにデューティ比ＤＵＴＹの値である所要の割合
Ｄｎに加えるようにしたが、２回置きや４回置きに加え
るようにしてもよい。

【００５４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明の構成によれば、
マイコンを高機能化したり、スロットルボディを非線形
ボアに換えたりすることなく、現状のハード構成を使用
して電子スロットルの開度制御を高い分解能で行うこと
ができる。

【００５５】請求項２に記載の発明の構成によれば、マ
イコンを高機能化したり、スロットルボディを非線形ボ
アに換えたりすることなく、現状のハード構成を使用し
て電子スロットルの開度制御を高い分解能で行うことが
できる。特には、目標開度に応じて算出されるデューテ
ィ比が出力分解能を越える値となったときにのみ、その
目標開度の要求に応じて高分解能の開度制御を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係り、電子スロットル制御
装置を示す概略構成図である。

【図２】同じく、故障時制御のプログラムの内容を示す
フローチャートである。

【図３】同じく、オンパルスの波形図である。

【図４】同じく、オンパルスの波形図である。

【図５】第２の実施の形態に係り、故障時制御のプログ
ラムの内容を示すフローチャートである。

【図６】同じく、各種パラメータの関係を示す表であ
る。

【図７】従来技術に係り、電子スロットルの動作特性を
示すグラフである。

【図８】同じく、開度分解能と出力分解能の関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１電子スロットル４スロットルバルブ５モータ（アクチュエータ）８アクセルセンサ（目標開度設定手段）１１マイコン（電流制御手段、デューティ比算出手
段、平均化処理手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４Ｊ (72)発明者池田 ▲慎▼治愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G065 CA00 CA39 DA05 FA00 FA11 GA41 GA46 3G084 BA05 DA04 DA30 EA07 EB12 EB22 EB25 EC06 FA10 3G301 JA14 JB01 LA03 LC03 NA02 NA08 ND01 ND41 NE23 PA11A PA11B PA11Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目標開度設定手段により設定される目標
開度に基づいて電子スロットルのアクチュエータをＰＷ
Ｍ制御によりオープンループ制御するようにした電子ス
ロットル制御装置において、所要のデューティ比をもってオンパルスの通電幅を周期
的に制御することにより前記アクチュエータに出力され
る電流を制御するための電流制御手段と、前記オンパルスの通電幅が周期的に制御されるとき、所
定の出力分解能の値を所定の規則性を伴い断続的に前記
デューティ比に加えることにより、前記アクチュエータ
に出力される電流を平均化処理する平均化処理手段とを
備えたことを特徴とする電子スロットル制御装置。
【請求項２】スロットルバルブをアクチュエータによ
り開閉させる電子スロットルと、前記アクチュエータは、ＰＷＭ制御によるデューティ比
に応じて前記電子スロットルの開度を決定する特性を有
することと、前記電子スロットルの目標開度を設定するための目標開
度設定手段とを備え、前記設定される目標開度に基づい
て前記アクチュエータをＰＷＭ制御によりオープンルー
プ制御するようにした電子スロットル制御装置におい
て、所要のデューティ比をもってオンパルスの通電幅を周期
的に制御することにより前記アクチュエータに出力され
る電流を制御するための電流制御手段と、前記設定される目標開度に応じたデューティ比を前記電
流制御手段の出力分解能を越える精度で算出するための
デューティ比算出手段と、前記算出されるデューティ比が前記出力分解能を越える
値となったとき、前記周期的に制御されるオンパルスの
デューティ比に対して所定の規則性を伴い断続的に前記
出力分解能の値を加えることにより、前記アクチュエー
タに出力される電流を平均化処理する平均化処理手段と
を備えたことを特徴とする電子スロットル制御装置。