JPH0688543A - スロットル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 応答性悪化を抑えつつオーバーシュートを防
止することができるスロットル制御装置を提供する。 【構成】 吸気管１にはスロットルバルブ３が配設さ
れ、同バルブ３は直流モータ８により開閉動作する。
又、直流モータ８にはモータ温度Ｔmot を検出するモー
タ温度センサ３６が取り付けられている。ＣＰＵ２６
は、モータ温度Ｔmot 及びバッテリ３７のバッテリ電圧
Ｖa に応じて、なまし度合いを決定するための時定数Ｔ
を算出する。そして、ＣＰＵ２６は、時定数Ｔを用いて
スロットルバルブ３の開度指令値をなまし、直流モータ
駆動回路２９はなまされた開度指令値に応じて直流モー
タ８を駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、直流モータの駆動を
制御して、スロットルバルブを開閉動作させるスロット
ル制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、アクセルペダルとスロットル
バルブとの機械的な連結を用いずに、直流モータ等のア
クチュエータによりスロットルバルブを開閉駆動させる
ようにしたスロットル制御装置がある。この種のスロッ
トル制御装置では、アクセルペダルの操作量をセンサで
検出し、その検出値に応じて開度指令値が算出される。
そして、その開度指令値により直流モータが駆動される
（例えば、特開昭６１−８４３４号公報）。

【０００３】ところが、上記のような直流モータを用い
たスロットル制御装置では、スロットルバルブ制御時に
おいて、スロットルバルブの実開度と開度指令値との偏
差が大きくなると、スロットル開度のオーバーシュート
が大きくなってしまうという問題がある。

【０００４】そこで、そのオーバーシュート対策とし
て、開度指令値をなまして、そのなました開度指令値に
より直流モータの駆動を制御するスロットル制御装置が
提案されている（例えば、特開昭６３−４１６３６号公
報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
技術を採用したとしても、十分満足できる制御結果を得
ることはできなかった。その一例として、所定の条件下
ではオーバーシュートの抑制といった効果を発揮する
が、その反面、なましの度合いが一定であるために、所
定の条件以外においてなまし度合いが過剰となったり、
なましの必要でない条件でもなましが実行されたりする
ため、スロットルバルブの応答性が悪化してしまうこと
があった。

【０００６】この発明は、特に直流モータの負荷状態が
オーバーシュートの発生と応答性とに影響を与えること
に着目し、応答性悪化を抑えつつオーバーシュートを防
止することができるスロットル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】上記目的を達成するため
に、この発明のスロットル制御装置は、図１９に示すよ
うに、エンジンの吸気管に配設されたスロットルバルブ
Ｍ１と、前記スロットルバルブＭ１に連結され、バッテ
リからの電力供給にてスロットルバルブＭ１を開閉させ
る直流モータＭ２と、前記スロットルバルブＭ１の開度
を検出するスロットル開度センサＭ３と、前記スロット
ルバルブＭ１の開度指令値を算出するスロットル開度指
令値算出手段Ｍ４と、前記直流モータＭ２の負荷状態を
検出するモータ負荷状態検出手段Ｍ５と、前記モータ負
荷状態検出手段Ｍ５により検出された直流モータＭ２の
負荷状態に応じて前記開度指令値の変化を緩慢にするな
ましを行うなまし手段Ｍ６と、前記スロットル開度セン
サＭ３により検出されたスロットル開度が前記なまし手
段Ｍ６からの開度指令値になるように、前記直流モータ
Ｍ２の駆動を制御する直流モータ駆動制御手段Ｍ７とを
備えたことを要旨とするものである。

【０００８】

【作用】この発明によれば、なまし手段Ｍ６は、モータ
負荷状態検出手段Ｍ５により検出された直流モータＭ２
の負荷状態に応じて、スロットル開度指令値算出手段Ｍ
４により算出された開度指令値の変化を緩慢にするなま
しを行う。直流モータ駆動制御手段Ｍ７は、スロットル
開度センサＭ３により検出されたスロットル開度がなま
し手段Ｍ６からの開度指令値になるように、直流モータ
Ｍ２の駆動を制御する。その結果、スロットルバルブＭ
１の開度指令値は、直流モータＭ２の負荷状態に応じて
なまされたものとなる。なお、ここでいう「なまし」と
は、入力信号の変化に対して出力信号の変化を緩慢にす
ることを示し、例えば１次遅れ要素によって実現できる
ものである。

【０００９】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明を具体化した第１実施例
を図面に従って説明する。

【００１０】図２は、本実施例の自動車エンジン用スロ
ットル制御装置の構成を示し、主にスロットルバルブ３
及びその駆動系を表している。エンジンへ吸入空気を導
入するための吸気管１には、スロットル軸２が貫設され
ており、吸気管１内においてスロットル軸２には円形弁
板型のスロットルバルブ３が固定されている。又、スロ
ットル軸２にはＬ字形をなす一対の回動部材４，５が固
定されている。図示左方に位置する回動部材４の折曲片
４ａには、バルブスプリング６が取り付けられている。
バルブスプリング６は、スロットルバルブ３を開放させ
る方向への力を付与している。なお、本実施例では、バ
ルブスプリング６が収縮する方向、すなわち、スロット
ルバルブ３が開放される方向を開放方向、その逆方向、
すなわち、スロットルバルブ３が閉鎖される方向を閉鎖
方向とする。

【００１１】スロットル軸２の右端部には、スロットル
バルブ３の開度を検出するためのスロットル開度センサ
７が設けられている。スロットル軸２において、スロッ
トルバルブ３と回動部材５との間には、玉軸受１１を介
して駆動伝達ギア１０が回動可能に支持されている。駆
動伝達ギア１０の図示上部には、突出片１０ａが設けら
れており、同突出片１０ａは前記回動部材５の折曲片５
ａに対向している。そして、前述したように、バルブス
プリング６により回動部材５が開放方向へ付勢されるた
め、駆動伝達ギア１０の突出片１０ａと回動部材５の折
曲片５ａとが当接した状態に保持される。加えて、突出
片１０ａにはモータスプリング１２が取り付けられてお
り、同スプリング１２は駆動伝達ギア１０を開放方向へ
回動させるための力を付与している。

【００１２】一方、駆動伝達ギア１０の円弧部分に設け
られたギア部１０ｂには、減速ギア９が歯合しており、
さらに、同減速ギア９には直流モータ８が歯合してい
る。そして、直流モータ８は、前記バルブスプリング６
及びモータスプリング１２の開放方向への力に抗して駆
動し、駆動伝達ギア１０を閉鎖方向に回動させる。駆動
伝達ギア１０が閉鎖方向に回動されると、駆動伝達ギア
１０の突出片１０ａにより回動部材５の折曲片５ａが押
圧され、スロットルバルブ３が閉鎖方向に回動する。
又、直流モータ８には、モータ８の温度を検出するモー
タ温度センサ３６が取り付けられている。

【００１３】又、回動部材４が閉鎖方向へ回動する途中
の位置には、全閉ストッパ片１３が設けられている。そ
して、直流モータ８の駆動に従いスロットルバルブ３が
閉鎖方向に回動し、回動部材４の折曲片４ａが全閉スト
ッパ片１３に当接すると、スロットルバルブ３は、それ
以上閉鎖方向に回動できず、その当接位置がスロットル
バルブ３の全閉位置となる。

【００１４】さらに、スロットル軸２と同軸線上にはガ
ード軸１５が回動可能に支持されている。ガード軸１５
の端部には、折曲部１６ａを有するガードプレート１６
が固定され、同プレート１６の折曲部１６ａは回動部材
４の折曲片４ａに対向している。そして、スロットルバ
ルブ３が開放方向に回動すると、回動部材４の折曲片４
ａがガードプレート１６の折曲部１６ａに当接するた
め、スロットルバルブ３は、それ以上開放方向に回動で
きない。すなわち、ガードプレート１６の折曲部１６ａ
の位置により、スロットルバルブ３の最大許容開度が決
定される。ガードプレート１６には、ガードスプリング
１７が取り付けられており、同スプリング１７はガード
プレート１６を閉鎖方向に付勢している。

【００１５】アクセルペダル２０には、ガード軸１５に
固定されたアクセルレバー２１が連結されている。そし
て、アクセルペダル２０の踏み込み操作に応じて、アク
セルレバー２１が開放方向、すなわち、スロットルバル
ブ３の最大許容開度を大きくする方向に回動する。又、
アクセルペダル２０の踏み込みに応じたアクセル操作量
はアクセルポジションセンサ２２にて検出される。

【００１６】又、ダイアフラムアクチュエータ１８は、
クルーズコントロール走行時においてそのロッド１８ａ
が収縮し、ガードプレート１６を開放方向、すなわち、
スロットルバルブ３の最大許容開度を大きくする方向へ
回動させる。さらに、サーモワックス１９は、エンジン
の冷却水温によりそのロッド１９ａが伸縮し、例えば、
コールドスタート時のようにエンジンの冷却水温が低い
場合には、収縮してガードプレート１６を開放方向、す
なわち、スロットルバルブ３の最大許容開度を大きくす
る方向へ回動させる。

【００１７】なお、ガード軸１５の図示左方の端部に
は、ガードプレート１６の位置を検出するためのガード
センサ２３が配設されている。ここで、図２のスロット
ル制御装置の構成を模式的に示した図３を用いて、上述
のスロットル制御装置の動作を説明する。図３において
は、図示上下方向がスロットルバルブ３の開閉方向であ
り、図示上方が開放方向、図示下方が閉鎖方向を示して
いる。

【００１８】さて、アクセルペダル２０のアクセル操作
量、ダイアフラムアクチュエータ１８の変位量、又は、
サーモワックス１９の変位量により、ガードプレート１
６のガード位置、すなわち、スロットルバルブ３の開放
方向への最大許容開度が決定される。そして、例えば、
アクセルペダル２０が踏み込まれると、ガードプレート
１６が図示上方へ引き上げられ、スロットルバルブ３の
最大許容開度が大きくなる。

【００１９】又、スロットルバルブ３は、バルブスプリ
ング６により開放方向（図示上方）に引っ張られてい
る。そして、直流モータ８の閉鎖方向（図示下方）への
駆動力と、バルブスプリング６及びモータスプリング１
２の開放方向（図示上方）への付勢力とのバランスによ
って、スロットルバルブ３の開度が決定される。つま
り、スロットルバルブ３を所定の開度に維持する場合に
は、前記スプリング６，１２による開放方向（図示上
方）への力に抗して、直流モータ８は閉鎖方向（図示下
方）への駆動力を発生する。

【００２０】なお、直流モータ８が閉鎖方向へ駆動され
てスロットルバルブ３が全閉位置に到達すると、回動部
材４が全閉ストッパ片１３に当接する。図１は、スロッ
トル制御装置の電気的構成を示す図である。電子制御装
置（以下、ＥＣＵという）２５は、ＣＰＵ２６、Ｄ／Ａ
変換器（ＤＡＣ）２７及びＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）２８
等により構成されている。ＥＣＵ２５には、車載用のバ
ッテリ３７が接続されており、ＥＣＵ２５はバッテリ３
７からの供給電力により動作する。ここで、バッテリ３
７は１２ボルトの定格電圧を有するものである。

【００２１】ＣＰＵ２６には、スロットル開度センサ
７、アクセルポジションセンサ２２及びモータ温度セン
サ３６がＡ／Ｄ変換器２８を介して接続されるととも
に、回転数センサ３５が接続されている。そして、ＣＰ
Ｕ２６は、スロットル開度センサ７、アクセルポジショ
ンセンサ２２、回転数センサ３５及びモータ温度センサ
３６からの入力信号に基づいて、スロットル実開度Ｖt
h、アクセル操作量Ａp 、エンジン回転数Ｎe 及びモー
タ温度Ｔmot を検知する。又、ＣＰＵ２６は、アクセル
操作量Ａp 及びエンジン回転数Ｎe に応じてスロットル
開度指令値θcmd を算出し、そのスロットル開度指令値
θcmd からスロットル指令電圧Ｖcmd を算出する。

【００２２】図１の直流モータ駆動回路２９は、ＰＩＤ
制御回路３０、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路３１及びド
ライバ３２により構成されている。このうち、ＰＩＤ制
御回路３０は、ＣＰＵ２６にて算出されたスロットル指
令電圧Ｖcmd と、スロットル開度センサ７にて検出され
たスロットル実開度Ｖthとに基づいて、その偏差を小さ
くすべく比例・積分・微分動作を実施し、スロットルバ
ルブ３の開度制御値を算出する。そして、ＰＷＭ回路３
１はＰＩＤ制御回路３０から出力された制御値信号をデ
ューティ比信号Ｄuty に変換する。ドライバ３２はバッ
テリ３７から電力を供給されて動作し、前記デューティ
比信号Ｄuty により直流モータ８を駆動させる。又、Ｐ
ＷＭ回路３１から出力されるデューティ比信号Ｄuty
は、ＣＰＵ２６にも入力されるようになっている。

【００２３】なお、本実施例では、モータ温度センサ３
６により検出されるモータ温度Ｔmot と、バッテリ３７
のバッテリ電圧Ｖa とによりモータ負荷状態が検出され
る。又、ＣＰＵ２６によりスロットル開度指令値算出手
段及びなまし手段が構成され、直流モータ駆動回路２９
により直流モータ駆動制御手段が構成されている。

【００２４】次に、本実施例のスロットル制御装置の作
用について説明する。図４はＣＰＵ２６の動作を示した
フローチャートであり、図５はスロットルバルブ３の開
度が変化したときのモータ負荷電流の推移を示す図であ
る。より詳細には、図５では、ｔ１のタイミングにおい
てスロットル指令電圧Ｖcmd がＶcmd1からＶcmd2に変化
するとともに、ｔ２のタイミングにおいてＶcmd2からＶ
cmd1に変化したものとする。なお、以下においては、ア
イドル状態が長時間継続され、モータ温度Ｔmot が上昇
し（例えば、１２０℃）、バッテリ電圧Ｖa が低下して
いる（例えば、８ボルト）場合を例に挙げて説明するも
のとする。

【００２５】図４のルーチンは所定時間毎に起動し、Ｃ
ＰＵ２６は、先ずステップ１００で図７のマップを用い
て、その時のアクセル操作量Ａp とエンジン回転数Ｎe
とからスロットル開度指令値θcmd を算出する。この図
７のマップは横軸にアクセル操作量Ａp 、縦軸にスロッ
トル開度指令値θcmd をとり、エンジン回転数Ｎe 毎の
特性線を有するものである。

【００２６】次いで、ＣＰＵ２６は、ステップ１１０，
１２０でなまし度合いを決定し、そのなまし度合いに応
じて、ステップ１００にて算出したスロットル開度指令
値θcmd のなましを実行する。詳しくは、ＣＰＵ２６
は、ステップ１１０でなまし度合いを決定するための時
定数Ｔを算出する。すなわち、ＣＰＵ２６は図８のマッ
プを用いて、その時のモータ温度Ｔmot から直流モータ
８のコイル抵抗Ｒを算出する。そして、ＣＰＵ２６は、
図９のマップを用いて、上記のように算出されたコイル
抵抗Ｒと、その時のバッテリ電圧Ｖa とから時定数Ｔを
算出する。この図９のマップは、横軸にバッテリ電圧Ｖ
a 、縦軸に時定数Ｔをとり、コイル抵抗Ｒ毎の特性線を
有するものであり、バッテリ電圧Ｖa 並びにコイル抵抗
Ｒが大きくなる程、時定数Ｔが大きくなるように、すな
わち、なまし度合いが大きくなるように設定されてい
る。このとき、本実施例では、モータ温度Ｔmot が比較
的高温（１２０℃）であり（コイル抵抗Ｒ、大）、さら
に、バッテリ電圧Ｖa が低下（８ボルト）しているた
め、時定数Ｔは大きな値となる。

【００２７】続くステップ１２０では、ＣＰＵ２６は、
ステップ１１０にて算出した時定数Ｔを用いてステップ
１００にて算出したスロットル開度指令値θcmd をなま
し、なまし後スロットル開度指令値θcmd'を算出する。
つまり、なまし後スロットル開度指令値θcmd'は一次遅
れ要素を含んだ次式で表される。

【００２８】 θcmd'＝｛１／（１＋Ｔ・ｓ）｝・θcmd ・・・（１） そして、（１）式を変形し、サンプリング時間を「０．
０１」とすると、次式が得られ、ＣＰＵ２６はこの
（２）式によりなまし後スロットル開度指令値θcmd'の
今回値を算出する。

【００２９】 θcmd'i ＝θcmd'i-1 ＋｛０．０１／（０．０１＋Ｔ）｝・（θcmd i −θcmd'i-1 ） ・・・（２） ここで、なまし前のスロットル開度指令値θcmd 及びな
まし後スロットル開度指令値θcmd'に付与した添字”i
”は今回扱われた値を表し、添字”i-1 ”は前回扱わ
れた値を表している。

【００３０】続いて、ＣＰＵ２６は、ステップ１３０で
図１０のマップを用いて、ステップ１２０にて算出した
なまし後スロットル開度指令値θcmd'からなまし後スロ
ットル指令電圧Ｖcmd'を算出する。

【００３１】その後、ＣＰＵ２６は、ステップ１４０で
同指令電圧Ｖcmd'を直流モータ駆動回路２９に出力す
る。そして、直流モータ駆動回路２９はなまし後スロッ
トル指令電圧Ｖcmd'に応じてスロットルバルブ３を駆動
させる。

【００３２】その結果、図５に示すような挙動となって
表れる。すなわち、まなし前のスロットル指令電圧Ｖcm
d （一点鎖線で示す）に対し、なまし後スロットル指令
電圧Ｖcmd'（二点鎖線で示す）が生成され、そのなまし
後スロットル指令電圧Ｖcmd'に対し、応答遅れを有する
スロットル実開度Ｖthは実線で示すようになる。

【００３３】一方、図５においてモータ負荷電流は、ス
ロットル指令電圧Ｖcmd'の変化に応じて変動し、指令電
圧Ｖcmd'が増加するｔ１のタイミングで、一旦閉側に急
激に増加する。その後、モータ負荷電流は閉側に変動
し、開側への電流増加に対してブレーキ電流を発生す
る。しかし、本実施例では、バッテリ電圧Ｖa が定格の
１２ボルトに比べ８ボルトと低く、かつ、モータ温度Ｔ
mot が１２０℃と高いため、十分なブレーキ電流が得ら
れず、スロットル実開度Ｖthはオーバーシュートしよう
とする。

【００３４】しかしながら、図５のスロットル実開度Ｖ
thをなまし後スロットル指令電圧Ｖcmd'に一致させよう
としているため、スロットル実開度Ｖthはオーバーシュ
ートせずになまし後スロットル指令電圧Ｖcmd'に収束し
ている。つまり、図６に示すように、なまし処理を実施
しないと、モータ負荷電流におけるブレーキ電流が十分
でないために、スロットル実開度Ｖthはオーバーシュー
トしてしまうが、適切ななまし処理を実行することによ
り、オーバーシュートを抑制することができる。

【００３５】このように、第１実施例のスロットル制御
装置では、モータ温度センサ３６により検出されたモー
タ温度Ｔmot と、その時のバッテリ電圧Ｖa とに応じ
て、なまし度合いとしての時定数Ｔが算出される。そし
て、最適な時定数Ｔを用いてなまし後スロットル指令電
圧Ｖcmd が算出され、そのなまし後スロットル指令電圧
Ｖcmd にてスロットルバルブ３の開度が制御される。

【００３６】従って、従来の装置のようにモータ温度Ｔ
mot やバッテリ電圧Ｖa を考慮することなく、一義的に
なまし処理を行う場合には、例えばアイドル状態が長時
間継続して、バッテリ電圧Ｖa が低下したり、直流モー
タ８のモータ温度Ｔmot が上昇したりすると、大きなオ
ーバーシュートが発生してしまうという問題があった
が、本実施例ではモータ温度Ｔmot やバッテリ電圧Ｖa
という制御要素を取り込むことによりそのオーバーシュ
ートを抑制することができる。又、モータ温度Ｔmot が
低温であるか、あるいはバッテリ電圧Ｖa が大きけれ
ば、なまし度合いを小さくして、ほぼなまし前のスロッ
トル指令電圧Ｖcmd にて直流モータ８を制御することが
できる。よって、従来のように過剰ななまし処理を行う
ことなく、適切ななまし処理を実現することができ、オ
ーバーシュートの抑制とともに、スロットルバルブ３の
応答性の向上をも図ることができる。

【００３７】なお、上記の実施例では、モータ温度Ｔmo
t とバッテリ電圧Ｖa との両方をパラメータとしてなま
し度合いを設定したが、なまし度合いをモータ温度Ｔmo
t のみ、あるいは温度バッテリ電圧Ｖa のみに応じて設
定しても、ある程度の効果を得ることができる。 （第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。

【００３８】上記の第１実施例では、直流モータ８の負
荷状態に応じて常時いくらかのなましが加えられていた
が、この第２実施例では所定条件下でのなましを解除す
るようにしている。

【００３９】図１１にはフローチャートを、又、図１２
にはタイムチャートを示す。詳しくは、図１１は、図４
のステップ１４０の処理の代わりに実行される処理を示
している。又、図５は、ｔ３のタイミングにおいてスロ
ットル実開度Ｖthとスロットル指令電圧Ｖcmd との偏差
が大きくなり、その後、ｔ３のタイミングからｔ４のタ
イミングまでの時期においてなまし前のスロットル指令
電圧Ｖcmd にて直流モータ８の駆動が制御される様子を
示したものである。なお、図５において、実線は実際に
直流モータ駆動回路２９から出力されるスロットル指令
電圧を、二点鎖線はスロットル実開度Ｖthを表してい
る。又、図示はしないが、ＣＰＵ２６は図４のステップ
１００〜１３０の処理を行うとともに、図１０を用いて
なまし前のスロットル開度指令値θcmd からなまし前の
スロットル指令電圧Ｖcmd をも算出している。

【００４０】図１１において、ＣＰＵ２６は、ステップ
２００でなまし前のスロットル指令電圧Ｖcmd からスロ
ットル開度センサ７にて検出されたスロットル実開度Ｖ
thを減算して、その絶対値（以下、偏差という）ΔＶ
（＝｜Ｖcmd −Ｖth｜）を算出する。

【００４１】次いで、ＣＰＵ２６は、ステップ２１０で
偏差ΔＶが所定偏差値ΔＶ0 以上であるか否かを判別す
る。このとき、図１２のｔ３のタイミング以前では偏差
ΔＶが「０」であるので、ＣＰＵ２６は、ステップ２３
０に移行し、直流モータ駆動回路２９に対し、なまし後
スロットル指令電圧Ｖcmd'を出力する。

【００４２】又、ｔ３のタイミングで、偏差ΔＶが所定
偏差値ΔＶ0 以上（ΔＶ≧ΔＶ0 ）となると、ＣＰＵ２
６はステップ２１０からステップ２２０に移行し、直流
モータ駆動回路２９に対し、なまし前のスロットル指令
電圧Ｖcmd を出力する。

【００４３】さらに、ｔ４のタイミングで、スロットル
実開度Ｖthの増加に伴い偏差ΔＶが所定偏差値ΔＶ0 よ
りも小さい値（ΔＶ＜ΔＶ0 ）になると、ＣＰＵ２６は
ステップ２１０からステップ２３０に移行し、直流モー
タ駆動回路２９に対し、なまし後スロットル指令電圧Ｖ
cmd'を出力する。

【００４４】以上にように、この第２実施例では、スロ
ットル開度センサ７により検出されたスロットル実開度
Ｖthと、スロットル指令電圧Ｖcmd との偏差ΔＶが所定
偏差値ΔＶ0 よりも小さい場合には、直流モータ８の駆
動はなまし後のスロットル指令電圧Ｖcmd'により制御さ
れる。又、スロットル開度センサ７により検出されたス
ロットル実開度Ｖthと、スロットル指令電圧Ｖcmd との
偏差ΔＶが所定偏差値ΔＶ0 よりも大きい場合には、直
流モータ８の駆動はなまし前のスロットル指令電圧Ｖcm
d により制御される。

【００４５】その結果、例えば、スロットル指令電圧Ｖ
cmd がそれまでの指令電圧Ｖcmd から大きくズレた場合
には、偏差ΔＶが十分に小さくなるまでなましのないス
ロットル指令電圧Ｖcmd により直流モータ８の駆動が制
御される。よって、スロットルバルブ３の開度を速やか
に所望の開度近くまで動作させることが可能となり、ス
ロットルバルブ３の応答性向上を図ることができる。

【００４６】なお、この第２実施例では、なまし処理を
解除するようにしているが、スロットル実開度Ｖthとス
ロットル指令電圧Ｖcmd との偏差が所定以上のときの
み、モータ負荷状態に応じてステップ１１０で設定され
た時定数を所定量減少させるようにしてもよく、又、ス
ロットル実開度Ｖthとスロットル指令電圧Ｖcmd との偏
差に応じて時定数を減少してもよい。 （第３実施例）次に、第３実施例を説明する。この第３
実施例では、直流モータ８の電流制御に出力されるデュ
ーティ比信号に応じてなましの有無が変更される。

【００４７】図１３にはフローチャートを、又、図１４
にはタイムチャートを示す。詳しくは、図１３は、図４
のステップ１４０の処理の代わりに実行される処理を示
している。又、図１４は、ｔ５のタイミングにおいてス
ロットル実開度Ｖthとスロットル指令電圧Ｖcmd との偏
差が大きくなり、その後、ｔ５のタイミングからｔ７の
タイミングまでの時期においてなまし後スロットル指令
電圧Ｖcmd'にて直流モータ８の駆動が制御される様子を
示したものである。なお、図１４のスロットル開度を示
したタイムチャートにおいて、実線は実際に直流モータ
駆動回路２９から出力されるスロットル指令電圧を、一
点鎖線はなまし前のスロットル指令電圧Ｖcmd を、又、
二点鎖線はスロットル実開度Ｖthを表している。

【００４８】又、図示はしないが、ＣＰＵ２６は図４の
ステップ１００〜１３０の処理を行うとともに、図１０
を用いてなまし前のスロットル開度指令値θcmd からな
まし前のスロットル指令電圧Ｖcmd をも算出している。
さらに、図１に示すように、ＣＰＵ２６は、ＰＷＭ回路
３１からデューティ比信号Ｄuty を取り込み、同デュー
ティ比信号Ｄuty の大きさにより、直流モータ８の飽和
電流Ｉ0 （デューティ比信号Ｄuty ＝１００％のときの
モータ電流）に対する現在のモータ電流Ｉmotの余裕度
合いを判定する。

【００４９】より詳細には、モータ電流Ｉmot とデュー
ティ比信号Ｄuty との関係は次式にて表される。 Ｉmot ＝Ｄuty ・（Ｖa ／Ｒ） ・・・（３） ここで、Ｖa はバッテリ電圧、Ｒはモータコイル抵抗で
ある。よって、デューティ比信号Ｄuty が１００％のと
きの飽和電流Ｉ0 は、 Ｉ0 ＝Ｖa ／Ｒ ・・・（４） となり、デューティ比信号Ｄuty は飽和電流はＩ0 への
余裕度合いを示していることになる。そして、デューテ
ィ比信号Ｄuty が大きくなる程、飽和電流Ｉ0 に対する
余裕度合いが小さくなる。このとき、余裕度合いが小さ
くなることによって、オーバーシュートが発生し易くな
る。すなわち、デューティ比信号Ｄuty が大きくなると
により、なまし制御が必要となる。なお、本実施例で
は、図１５に示す余裕限界としてのしきい値Ｃを設定し
ており、デューティ比信号Ｄuty が図１５においてスロ
ットル開度変化の速度ｖthに対応するしきい値Ｃ（例え
ば、図１５において、スロットル開度変化の速度ｖth１
に対応するしきい値Ｃ１）を越えた時に、なまし制御が
実行されるようになっている。

【００５０】さて、図１３のルーチンが起動されると、
ＣＰＵ２６は、先ずステップ３００でカウンタＣＳＭが
「０」であるか否かを判別する。このとき、図１４のｔ
５のタイミング以前においてはカウンタ値ＣＳＭは
「０」であるので、ＣＰＵ２６はステップ３１０に移行
する。

【００５１】続いて、ＣＰＵ２６は、ステップ３１０で
スロットル開度センサ７にて検出されたスロットル実開
度Ｖthから、そのスロットル実開度Ｖthの時間的変化量
であるスロットル開度変化の速度ｖthを算出し、さら
に、図１５のマップを用いて、その時のスロットル開度
変化の速度ｖthに対応するしきい値Ｃを算出する。この
図１５において、特性線Ｌは最低点Ｐを有しており、ス
ロットル開度変化の速度ｖthがその最低点Ｐより大きく
なっても、あるいは小さくなっても、しきい値Ｃは大き
くなる。なお、スロットルバルブ３はバルブスプリング
６により開放側に付勢されており、この付勢力に抗する
ため、最低点Ｐは正の速度側に”ａ”だけずらして設定
されている。又、スロットル開度変化の速度ｖthが直流
モータ８の回転速度に対応していることから、図１５に
示される特性線Ｌは、通常の作動状態（温度、電圧等）
におけるスロットル開度変化の速度ｖthとその時のデュ
ーティ比信号Ｄuty とに基づいて設定される。このた
め、特性線Ｌは通常のデューティ比信号Ｄuty に対応し
ている。

【００５２】そして、ＣＰＵ２６は、同じくステップ３
１０でＰＷＭ回路３１から出力されたデューティ比信号
Ｄuty がしきい値Ｃを越えているか否かを判別する。す
なわち、デューティ比信号Ｄuty がしきい値Ｃを越える
ことは、デューティ比信号Ｄuty のモータ電流Ｉmot に
対する余裕度合いが限界を越え、なまし制御の実行条件
が成立したことを意味する。

【００５３】このとき、図１４のｔ５のタイミング以前
においては、スロットル実開度Ｖthは所定開度に保持さ
れているため、デューティ比信号Ｄuty は所定値に保持
される。又、スロットル開度変化の速度ｖthは略「０」
となるため、しきい値Ｃもｖth＝０に相応した値に保持
される。従って、デューティ比信号Ｄuty はしきい値Ｃ
以下（Ｄuty ≦Ｃ）となり、ＣＰＵ２６はなまし制御の
実行条件が不成立であるとしてステップ３２０に移行
し、直流モータ駆動回路２９に対しなまし前のスロット
ル指令電圧Ｖcmd を出力する。

【００５４】一方、ｔ５のタイミングでスロットル指令
電圧Ｖcmd が大きく変化すると、デューティ比信号Ｄut
y が大きく増加する。このとき、スロットル開度変化の
速度ｖthも大きく増加するため、図１５により求められ
るしきい値Ｃはスロットル開度変化の速度ｖthに応じた
大きな値となる。そして、デューティ比信号Ｄuty が余
裕限界のしきい値Ｃを越え（Ｄuty ＞Ｃ）、ＣＰＵ２６
はステップ３１０からステップ３３０に移行する。ＣＰ
Ｕ２６は、ステップ３３０で次式にてなまし制御の継続
時間であるカウンタ値ＣＳＭＢを設定する。

【００５５】 ＣＳＭＢ＝２００・（Ｄuty −Ｃ） ・・・（５） この（５）式から分かるように、なまし制御の継続時間
であるカウンタ値ＣＳＭＢはデューティ比信号Ｄuty と
しきい値Ｃとの偏差量（＝Ｄuty −Ｃ）が大きい程、大
きな値に設定される。

【００５６】続いて、ＣＰＵ２６はステップ３３０から
ステップ３４０に移行し、その時のカウンタ値ＣＳＭが
ステップ３３０にて設定したカウンタ値ＣＳＭＢよりも
小さい値であるか否かを判別する。そして、当初、カウ
ンタ値ＣＳＭが「０」の場合には、ＣＰＵ２６はステッ
プ３５０に移行し、カウンタ値ＣＳＭにステップ３３０
にて算出したカウンタ値ＣＳＭＢを代入する。

【００５７】引き続いて、ＣＰＵ２６は、ステップ３５
０からステップ３６０に移行し、カウンタ値ＣＳＭを
「１」減算し、さらに、ステップ３７０で直流モータ駆
動回路２９に対し、なまし後スロットル指令電圧Ｖcmd'
を出力する。

【００５８】その後、図１４のｔ５のタイミングからｔ
６のタイミングまでの時期においては、ＣＰＵ２６はス
テップ３００→３３０→３４０→３５０→３６０→３７
０を繰り返し実行し、ステップ３５０を通過する毎にカ
ウンタ値ＣＳＭの更新を行う。そして、ｔ６のタイミン
グでカウンタ値ＣＳＭは最大値となる。

【００５９】以後、ｔ６のタイミングからｔ７のタイミ
ングまでの時期において、ＣＰＵ２６はステップ３００
→３３０→３４０→３６０→３７０を繰り返し実行し、
ステップ３６０を通過する毎にカウンタ値ＣＳＭを
「１」ずつ減少させる。又、図１５の最低点Ｐより大き
い領域において、しきい値Ｃはスロットル開度変化の速
度ｖthに応じて最低点Ｐに近づいて減少していく。そし
て、スロットル開度変化の速度ｖthが図１５の特性線Ｌ
の最低点Ｐよりも小さくなると、しきい値Ｃは減少から
増加へと変化する。

【００６０】そして、図１４のｔ７のタイミングにて、
カウンタ値ＣＳＭが「０」となると、ＣＰＵ２６はステ
ップ３００→３１０→３２０と移行し、ステップ３２０
でなまし前のスロットル指令電圧Ｖcmd を出力する。こ
のとき、スロットル指令電圧Ｖcmd がステップ状に増加
するために、スロットル実開度Ｖthはそれに応じて増加
し、スロットル開度変化の速度ｖthも増加する。よっ
て、ｔ７のタイミングにてしきい値Ｃが一旦増加し、そ
の後、スロットル実開度Ｖthの指令値への収束に伴って
減少する。

【００６１】このように、本実施例では、モータ電流Ｉ
mot への余裕度合いとしてのデューティ比信号Ｄuty に
応じてなまし制御を開始させるとともに、そのデューテ
ィ比信号Ｄuty と余裕限界としてのしきい値Ｃとの偏差
量に応じてなまし制御の継続時間（カウンタ値ＣＳＭ）
を設定した。それにより、デューティ比信号Ｄuty が大
きく、モータ電流Ｉmot の余裕度合いが小さい場合に
は、オーバーシュートのおそれが生じるためになまし処
理を実行し、又、デューティ比信号Ｄuty が小さく、モ
ータ電流Ｉmot の余裕度合いが大きい場合には、オーバ
ーシュートのおそれがないためになまし処理を中止する
ことができる。

【００６２】その結果、モータ電流Ｉmot への余裕度合
いに見合った最適ななまし制御が実現でき、スロットル
バルブ３の応答性を保つとともに、オーバーシュートの
発生を防止することができる。

【００６３】以上のように、直流モータ８の負荷状態と
してデューティ比信号Ｄuty を用いてなまし制御の実行
判定を行っても、本発明の目的を充分に達成することが
できる。

【００６４】又、この第３実施例の応用例として、図１
５の代わりに図１６を用いてもよい。この場合、ＣＰＵ
２６はスロットル実開度Ｖthから、そのスロットル実開
度Ｖthの二回の時間的微分値であるスロットル開度変化
の加速度ａthを算出し、さらに、図１６の特性線Ｌ’を
用いてしきい値Ｃを算出する。この図１６において、特
性線Ｌ’は図１５の特性線Ｌと同様に最低点Ｐ’を有
し、スロットル開度変化の加速度ａthが最低点Ｐ’より
大きくなっても、あるいは小さくなっても、しきい値Ｃ
は大きくなる。スロットル開度変化の加速度ａthは、直
流モータ８のトルク力を示すものであるため、図１６に
より求められるしきい値Ｃはモータ負荷状態に応じた値
となる。なお、スロットルバルブ３がバルブスプリング
６により開放側に付勢されているため、図１６において
も、図１５と同様に最低点Ｐ’は正の速度側に”ａ’”
だけずらして設定されている。

【００６５】さらに、他の応用例として、図１６におけ
る特性線Ｌ’の最低点Ｐ’の位置を可変としてもよい。
すなわち、最低点Ｐ’の横軸（スロットル開度変化の加
速度ａth軸）における最小位置Ａ、及び縦軸（しきい値
Ｃ軸）における最小位置Ｂを変数としてもよい。

【００６６】そして、これらの最小位置Ａ，Ｂを図１
７，図１８により求めるようにしてもよい。つまり、図
１７において、スロットル実開度Ｖthはバルブスプリン
グ６の付勢力に対応するものである。そして、図１７に
よれば、スロットルバルブ３の全閉時にバルブスプリン
グ６の付勢力が最大となり、スロットルバルブ３が開放
されるにつれ付勢力が減少するようになっている。その
ため、スロットル実開度Ｖthが大きくなる程、バルブス
プリング６の付勢力が小さくなり、最小位置Ａが小さく
なるように設定される。

【００６７】又、図１８において、スロットル開度変化
の速度ｖthは直流モータ８の回転速度に対応するもので
ある。そして、図１８によれば、スロットル開度変化の
速度ｖthが「０」のときに直流モータ８の回転速度が最
小となり、スロットル開度変化の速度ｖthが大きくなる
につれ直流モータ８の回転速度が増加するようになって
いる。そのため、スロットル開度変化の速度ｖthが大き
くなる程、直流モータ８の回転速度が大きくなり、最小
位置Ｂが大きくなるように設定される。

【００６８】

【発明の効果】この発明によれば、直流モータの負荷状
態がオーバーシュートの発生と応答性とに影響を与える
ことに着目することによって、応答性悪化を抑えつつオ
ーバーシュートを防止することができるという優れた効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のスロットル制御装置の電気的構成
図である。

【図２】第１実施例のスロットル制御装置の構成を示し
た斜視図である。

【図３】図２のスロットル制御装置を模式化して示した
構成図である。

【図４】第１実施例におけるＣＰＵの動作を説明するた
めのフローチャートである。

【図５】第１実施例におけるタイムチャートである。

【図６】なまし処理を実施しない場合のタイムチャート
である。

【図７】スロットル開度指令値を算出するための線図で
ある。

【図８】コイル抵抗値を算出するための線図である。

【図９】時定数を算出するための線図である。

【図１０】スロットル指令電圧を算出するための線図で
ある。

【図１１】第２実施例におけるＣＰＵの動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１２】第２実施例におけるタイムチャートである。

【図１３】第３実施例におけるＣＰＵの動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１４】第３実施例におけるタイムチャートである。

【図１５】しきい値を算出するための線図である。

【図１６】第３実施例の応用例におけるしきい値を算出
するための線図である。

【図１７】第３実施例の応用例における位置Ａを算出す
るための線図である。

【図１８】第３実施例の応用例における位置Ｂを算出す
るための線図である。

【図１９】クレームに対応したブロック図である。

【符号の説明】

３…スロットルバルブ ７…スロットル開度センサ ８…直流モータ ２６…スロットル開度指令値算出手段及びなまし手段と
してのＣＰＵ ２９…直流モータ駆動制御手段としての直流モータ駆動
制御回路 ３６…モータ負荷状態検出手段としてのモータ温度セン
サ ３７…バッテリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５ Ｆ 7536−3Ｇ ３５８ Ｃ 7536−3Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気管に配設されたスロット
   ルバルブと、 前記スロットルバルブに連結され、バッテリからの電力
   供給にてスロットルバルブを開閉させる直流モータと、 前記スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度
   センサと、 前記スロットルバルブの開度指令値を算出するスロット
   ル開度指令値算出手段と、 前記直流モータの負荷状態を検出するモータ負荷状態検
   出手段と、 前記モータ負荷状態検出手段により検出された直流モー
   タの負荷状態に応じて前記開度指令値の変化を緩慢にす
   るなましを行うなまし手段と、 前記スロットル開度センサにより検出されたスロットル
   開度が前記なまし手段からの開度指令値になるように、
   前記直流モータの駆動を制御する直流モータ駆動制御手
   段とを備えたことを特徴とするスロットル制御装置。
2. 【請求項２】 前記モータ負荷状態検出手段による直流
   モータの負荷状態は、直流モータの温度又はバッテリ電
   圧から推定されることを特徴とする請求項１に記載のス
   ロットル制御装置。