JPH11303672A - スロットルバルブ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スロットルバルブ制御装置において、制御の
応答性を低下させることなく、効率的にセンサ出力のノ
イズ除去が可能なものを提供すること。 【解決手段】 アクセルセンサ６と、スロットルバルブ
２と、スロットル制御手段（サーボ制御部４）と、スロ
ットルセンサ６５と、ノイズ判定手段（サーボ制御部
４）と、ノイズフィルタ処理手段（サーボ制御部４）を
備えるスロットルバルブ制御装置であって、ノイズフィ
ルタ処理手段は、ノイズ判定手段の判定結果が、ノイズ
であると判定された場合はなまし量を大きくし、ノイズ
でないと判定された場合はなまし量を小さく設定するよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スロットルバルブ
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アクセルペダルの踏み込み量に応
じてモータを駆動しスロットルバルブの開度を制御する
内燃機関のスロットルバルブ制御装置が知られている。
このようなスロットルバルブ制御装置においては、例え
ば、アクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開
度を検出するアクセルセンサからの信号に応じてモータ
に電流を流し、モータが駆動されることでスロットルバ
ルブが開閉され吸入空気量が制御される。このとき、ス
ロットルバルブの実開度を検出するスロットルセンサか
らの実開度とスロットルバルブの目標開度を決定するア
クセルセンサからの目標開度との偏差がなくなるように
モータに対して比例・微分・積分制御（ＰＩＤ制御）に
よるサーボ制御が実行されている。

【０００３】しかし、これらスロットルセンサやアクセ
ルセンサの出力値には、車両の振動・通信に伴う電気的
ノイズが載ることがある。このノイズにより、スロット
ルバルブ制御の安定性を損なってしまう。

【０００４】一般的にはこのノイズを除去するため、ハ
ードウエア上でノイズフィルタを構成してノイズ除去を
行ったり、センサ出力値をソフトウエア的になますこと
によりノイズフィルタ効果を持たせたりするのだが、制
御の安定性を求めるあまり、大きなフィルタ効果を持た
せると制御の応答性を下げることになる。

【０００５】特開平６―３３０７９６では、スロットル
センサ出力値のノイズを除去するため、スロットルセン
サ出力値の変化方向が変化した場合に、アクセルセンサ
出力値から演算した最新のスロットルバルブ目標開度と
前回目標開度との偏差が所定値以下のときはノイズと捉
え、その偏差が所定値以上になるまでは、スロットルバ
ルブ目標開度を変化させないという制御を行なってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、スロットルセンサ出力値が急変した場合には十分な
応答性を確保できるが、スロットルセンサ出力値の変化
が微少である場合には、制御の応答性が大きく低下して
しまう。また、アクセルセンサ出力値のノイズに関して
は考慮されていないため、制御の安定性も十分とはいえ
ないものであった。

【０００７】本発明は、スロットルバルブ制御装置にお
いて、制御の応答性を低下させることなく、効率的に各
センサ出力のノイズ除去が可能なものを提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係るスロットルバルブ制御装置は、運転
者のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセ
ンサと、内燃機関の吸気通路内の空気流量を調節するス
ロットルバルブと、前記アクセルセンサの出力値に応じ
てモータを駆動し前記スロットルバルブの開度を制御す
るスロットル制御手段と、前記スロットルバルブの開度
を検出するスロットルセンサと、前記アクセルセンサの
出力値と前記スロットルセンサの出力値のノイズ判定を
行うノイズ判定手段と、前記アクセルセンサの出力値と
前記スロットルセンサの出力値をなますノイズフィルタ
処理手段を備えるスロットルバルブ制御装置であって、
前記ノイズフィルタ処理手段は、前記ノイズ判定手段の
判定結果が、ノイズであると判定された場合はなまし量
を大きくし、ノイズでないと判定された場合はなまし量
を小さく設定することを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２のスロットルバルブ制御装
置は、請求項１のノイズ判定手段が、センサ出力が定常
状態か否かを判断する定常状態判定手段を有し、前記定
常状態判定手段の判定結果が定常状態であると判定され
た場合に、最新のセンサ出力値と前回のセンサ出力値と
の偏差が所定値以上のとき最新のセンサ出力値をノイズ
と判定することを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項３のスロットルバルブ制御装
置は、請求項１のノイズ判定手段が、過去の所定制御周
期分のセンサ出力値を保持する値保持手段を有し、前記
値保持手段に保持された前回のセンサ出力値が、前記値
保持手段に保持された前々回のセンサ出力値と最新のセ
ンサ出力値の双方に対し大きい場合または小さい場合に
前回のセンサ出力値をノイズと判定することを特徴とす
るものである。請求項４のスロットルバルブ制御装置
は、請求項１のノイズ判定手段が、請求項２及び請求項
３に記載する特徴を併せ持つものである。

【００１１】これらの手段を採ることにより、ノイズフ
ィルタ手段は、ノイズであると判定された場合だけセン
サ出力値のなまし量を大きくし、通常はセンサ出力値の
なまし量を小さくできるので、スロットルバルブ制御装
置の制御の応答性を低下させることなく、ノイズのみ効
率的に除去することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１３】まず、スロットルバルブ制御装置の制御の
全体的な概略を図１を用いて説明する。

【００１４】図１は、スロットルバルブ制御装置とその
周辺部の概略図である。

【００１５】図１に示すように、内燃機関の吸入口に連
通する通路１にはスロットルバルブ２が回転可能に軸支
されている。モータ３が駆動されるとギヤ機構３２を介
してスロットルバルブ２が通路１内で開閉される。これ
により内燃機関への空気の供給量が制御される。モータ
３は、直流モータを使用しており、サーボ制御部４にて
演算されたデューティ信号により、ドライバ回路４５を
介してデューティ駆動される。尚、モータ３は、直流フ
ィードバック制御により制御を行い、駆動されてもよ
い。

【００１６】サーボ制御部４は、アクセルペダル６０の
踏み込み量を検出しスロットルバルブ２の目標開度を決
定するアクセルセンサ６からの信号Ａｐとスロットルバ
ルブ２の現在の開度を検出するスロットルセンサ６５か
らの信号Ｓａをそれぞれ読み込む。そして、それぞれの
値に対して本発明に係る後述するノイズフィルタ処理を
施す。その後、目標開度と現在の開度との偏差を求め、
この偏差がなくなるように、ＰＩＤ制御によるフィード
バック制御を行い、モータ３に与えるデューティ信号を
演算し、このデューティ信号をドライバ回路４５へ供給
する役割を果たしている。

【００１７】以上、スロットルバルブ制御装置の制御の
全体的な概略を説明した。

【００１８】次に、サーボ制御部４の具体的な制御の流
れについて説明する。

【００１９】図２は、サーボ制御部の制御の流れを示す
フローチャートである。まず、ステップ１０１では、運
転者のアクセルの踏み込み量に対応するアクセル開度を
検出するアクセルセンサ６の出力値を読み込む。次にス
テップ１０２では、スロットルバルブ２の現在の実開度
を検出するスロットルセンサ６５の出力値を読み込む。
そして、ステップ１０３では、ステップ１０１及びステ
ップ１０２で読み込んだそれぞれのセンサ出力値に対し
て、本発明に係る後述するノイズフィルタ処理を行い、
ノイズを効率的に除去し、ノイズフィルタ処理後の値を
演算する。ステップ１０４では、ステップ１０３でノイ
ズを除去されたノイズフィルタ処理後のアクセルセンサ
６の出力値により、スロットルバルブ２の目標開度を演
算する。次のステップ１０５では、ステップ１０３でノ
イズを除去されたノイズフィルタ処理後のスロットルセ
ンサ６５の出力値により現在のスロットルバルブ開度を
演算する。そして、ステップ１０６では、ステップ１０
４で演算されたノイズフィルタ処理後の目標開度とステ
ップ１０５で演算されたノイズフィルタ処理後の実開度
との偏差を求め、この偏差がなくなるようにＰＩＤ制御
によるフィードバック制御を行い、モータ３をデューテ
ィ駆動するためのデューティ信号をドライバ回路４５へ
供給する。以上が、サーボ制御部４の制御の流れであ
り、本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

【００２０】以上、サーボ制御部４の具体的な制御の流
れを説明した。

【００２１】次に、前述のステップ１０３におけるノイ
ズフィルタ処理について説明する。

【００２２】図３はノイズフィルタ処理のフローチャー
トである。概略的にはまず、センサの出力値が定常状態
か非定常状態かを判断し、その結果に応じてそれぞれ異
なったノイズ判定手段によりノイズを検出し、ノイズと
判定された場合は、センサ出力値のなまし量を通常より
大きくするというものである。このノイズフィルタ処理
は上述のように、アクセルセンサ６の出力値及びスロッ
トルセンサ６５の出力値の双方に対して行われる。

【００２３】まずステップ２０１では、センサの出力値
が定常状態となっているか否かが判断される。定常状態
となっているか否かの判定は、以下のように行う。本サ
ーボ制御部４は過去の所定制御周期分の各センサ出力値
を保持するためのメモリを有しており、このメモリに過
去の所定制御周期分の各センサ出力値が記憶されてい
る。そして、記憶されている各センサ出力値の中の最大
値と最小値との偏差が所定値β以下のときを定常状態と
判断する。例えば、図４では、過去の９周期分のセンサ
出力値がメモリに記憶される場合の例を示しており、こ
れらの値の最大値と最小値との偏差が所定値β以下とな
っているので定常状態と判断される。定常状態と判断さ
れればステップ２０２の定常状態でのノイズ判定処理ル
ーチンへ進み、定常状態でないと判断されれば、ステッ
プ２０３以降の非定常状態でのノイズ判定処理ルーチン
へ進む。

【００２４】ステップ２０２では、定常状態でのノイズ
判定処理を行う。スロットルバルブ制御装置には、スロ
ットルバルブ２やモータ３等の機械的構成部分を有して
おり、アクセルセンサ６の出力値もスロットルセンサ６
５出力値も、一旦定常状態になった後は、センサ出力値
が大きく変化することはない。従って、センサ出力値が
定常状態になっている場合は、センサ出力値が突然に所
定値α以上変化したとき、そのセンサ出力値はノイズで
あると判定できる。この原理を利用して、定常状態での
ノイズ判定は、最新のセンサ出力値と前回のセンサ出力
値との偏差が所定値α以上であったときに最新のセンサ
出力値をノイズと判定することで行う。例えば図４にお
ける最新値は、ノイズと判定される。ノイズ判定結果が
ノイズであると判定された場合は、ステップ２０７へ進
み、後述するノイズ判定時のフィルタ処理が実行され、
本ルーチンを終了する。ノイズでないと判定された場合
は、ステップ２０６へ進み、後述する非ノイズ判定時の
フィルタ処理が実行され、本ルーチンを終了する。

【００２５】ステップ２０３以降では、非定常状態での
ノイズ判定処理を行う。上述のように、スロットルバル
ブ制御装置は、さまざまな機械的構成部分を有してお
り、アクセルセンサ６の出力値もスロットルセンサ６５
の出力値も、その変化の方向が急激に変化することはな
い。従って、その変化方向が急激に変化したときはその
センサ出力値はノイズであると判定できる。この原理を
利用して、非定常状態でのノイズ判定は、前々回センサ
出力値＞前回センサ出力値かつ前回センサ出力値＜最新
のセンサ出力値のとき、または、前々回センサ出力値＜
前回センサ出力値かつ前回センサ出力値＞最新のセンサ
出力値のとき、前回センサ出力値をノイズと判定するこ
とで行う。例えば図５における前回値は、ノイズと判定
される。この流れを図３のフローチャートで説明すれ
ば、まず、ステップ２０３では、前々回センサ出力値と
前回センサ出力値との大小比較を行う。そして、前々回
センサ出力値の方が大きければステップ２０４へ進み、
そうでなければステップ２０５へ進む。ステップ２０４
へ進んだ場合は、前回センサ出力値と最新のセンサ出力
値との大小比較を行う。そして、最新のセンサ出力値の
方が大きければ、前回センサ出力値はノイズであると判
定され、ステップ２０７の後述するノイズ判定時のフィ
ルタ処理が実行され本ルーチンを終了する。そうでなけ
ればステップ２０６の後述する非ノイズ判定時のフィル
タ処理が実行され本ルーチンを終了する。ステップ２０
５へ進んだ場合は、前回センサ出力値と最新のセンサ出
力値との大小比較を行う。そして、前回センサ出力値の
方が大きければ、前回センサ出力値はノイズであると判
定され、ステップ２０７の後述するノイズ判定時のフィ
ルタ処理が実行され本ルーチンを終了する。そうでなけ
ればステップ２０６の後述する非ノイズ判定時のフィル
タ処理が実行され本ルーチンを終了する。

【００２６】次に、ステップ２０６における非ノイズ判
定時のフィルタ処理とステップ２０７におけるノイズ判
定時のフィルタ処理とを併せて説明する。一般的にノイ
ズフィルタ効果を持たせる手法にはさまざまなものがあ
るが、ここでは、センサ出力値をソフトウエア的になま
すことによりノイズフィルタ効果を持たせる手法を採用
した場合について説明する。すなわち、これからフィル
タをかけ演算しようとするセンサ出力値は、その一周期
前のフィルタ処理後のセンサ出力値に重みをかけて算出
するものである。具体的には、以下の式にて算出する。

【００２７】フィルタ処理後の値 = 一周期前のフィ
ルタ処理後の値 ＋（センサ出力値 ― 一周期前のフ
ィルタ処理後の値）／重み ここで、重みを大きく設定すれば、フィルタ処理後の値
はなまし量が大きくなり、小さく設定すれば、なまし量
は小さくなる。よって、ステップ２０６における非ノイ
ズ判定時のフィルタ処理では、重みを小さく設定（例え
ば２）して、制御の応答性の低下を防止し、ステップ２
０７におけるノイズ判定時のフィルタ処理では、重みを
大きく設定（例えば１６）することにより、ノイズを効
率的に除去することができる。

【００２８】以上、本発明によれば、ノイズフィルタ処
理手段は、ノイズと判定された場合だけセンサ出力値の
なまし量を大きくし、通常は、センサ出力値のなまし量
を小さくできる。尚、本発明を上記実施の態様に即して
説明したが、本発明は上記態様に限定されるものではな
く、本発明の原理に準ずる各種態様を含むものである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スロットルバルブ制御装置の各センサ出力値のノイズを
除去するにあたり、制御の応答性を低下させることな
く、ノイズのみ効率的に除去することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるスロットルバルブ
制御装置とその周辺部の概略図である。

【図２】本発明の一実施形態におけるサーボ制御部の制
御の流れを示すフローチャートである。

【図３】本発明の一実施形態におけるノイズフィルタ処
理のフローチャートである。

【図４】センサ出力値が定常状態となっているときのノ
イズ判定の例を示す図である。

【図５】センサ出力値が非定常状態となっているときの
ノイズ判定の例を示す図である。

【符号の説明】

２ スロットルバルブ ３ モータ ４ サーボ制御部 ６ アクセルセンサ ６５ スロットルセンサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転者のアクセルペダルの踏み込み量を
   検出するアクセルセンサと、内燃機関の吸気通路内の空
   気流量を調節するスロットルバルブと、前記アクセルセ
   ンサの出力値に応じてモータを駆動し前記スロットルバ
   ルブの開度を制御するスロットル制御手段と、前記スロ
   ットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、前
   記アクセルセンサの出力値と前記スロットルセンサの出
   力値のノイズ判定を行うノイズ判定手段と、前記アクセ
   ルセンサの出力値と前記スロットルセンサの出力値をな
   ますノイズフィルタ処理手段を備えるスロットルバルブ
   制御装置であって、前記ノイズフィルタ処理手段は、前
   記ノイズ判定手段の判定結果が、ノイズであると判定さ
   れた場合はなまし量を大きくし、ノイズでないと判定さ
   れた場合はなまし量を小さく設定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】 前記ノイズ判定手段は、センサ出力が定
   常状態か否かを判断する定常状態判定手段を有し、前記
   定常状態判定手段の判定結果が定常状態であると判定さ
   れた場合に、最新のセンサ出力値と前回のセンサ出力値
   との偏差が所定値以上のとき最新のセンサ出力値をノイ
   ズと判定することを特徴とする請求項１に記載のスロッ
   トルバルブ制御装置。
3. 【請求項３】 前記ノイズ判定手段は、過去の所定制御
   周期分のセンサ出力値を保持する値保持手段を有し、前
   記値保持手段に保持された前回のセンサ出力値が、前記
   値保持手段に保持された前々回のセンサ出力値と最新の
   センサ出力値の双方に対し大きい場合または小さい場合
   に前回のセンサ出力値をノイズと判定することを特徴と
   する請求項１に記載のスロットルバルブ制御装置。
4. 【請求項４】 前記ノイズ判定手段は、請求項２及び請
   求項３に記載の特徴を有する請求項１に記載のスロット
   ルバルブ制御装置。