(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを制御するための電子式スロットルと、
前記電子式スロットルのスロットル開度を検出するためのスロットル開度検出手段と、
前記エンジンの運転状態に応じて前記スロットル開度を目標値に制御するための制御手段と
を備えたエンジンのスロットル制御装置において、
前記スロットル開度検出手段は、
前記スロットル開度に対応したセンサ電圧を生成するスロットル開度センサと、
前記センサ電圧を複数のオフセット付き電圧に変換するオフセット手段と、
前記複数のオフセット付き電圧をＡＤ変換するＡＤ変換器と、
ＡＤ変換された前記複数のオフセット付き電圧を加算処理する加算手段とを含み、
前記オフセット手段は、インピーダンスを含み、
前記スロットル開度検出手段は、前記スロットル開度センサと前記オフセット手段との間に挿入されたバッファを含み、
前記複数のオフセット付き電圧の加算値を制御対象のスロットル開度として検出することを特徴とするエンジンのスロットル制御装置。
【請求項２】
前記バッファは、前記スロットル開度センサ側と前記インピーダンスとを分離したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのスロットル制御装置。
【請求項３】
前記加算手段は、
ＡＤ変換された前記複数のオフセット付き電圧に対して平均化処理を行う平均化手段を含み、
前記平均化手段により平均化された前記複数のオフセット付き電圧の加算値を前記制御対象のスロットル開度として検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンのスロットル制御装置。
【請求項４】
前記オフセット手段は、互いに異なるインピーダンス値を有する複数の抵抗器を含み、
前記ＡＤ変換器は、複数の入力端子を有し、前記複数の抵抗器の各端子から出力される前記複数のオフセット付き電圧を、前記複数の入力端子を介して同時に取り込むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のエンジンのスロットル制御装置。
【請求項５】
前記オフセット手段は、
互いに異なるインピーダンス値を有する複数の抵抗器と、
前記複数の抵抗器を選択的に有効化するための複数のスイッチング手段とを含み、
前記スロットル開度検出手段は、前記複数のスイッチング手段を所定のシーケンスにしたがってオンオフ制御するためのスイッチング制御手段を含み、
前記ＡＤ変換器は、単一の入力端子を有し、有効化された前記抵抗器に応答して出力される前記複数のオフセット付き電圧を、前記単一の入力端子を介して時系列的に取り込むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のエンジンのスロットル制御装置。
【請求項６】
前記ＡＤ変換器は、前記複数のオフセット付き電圧に対するＡＤ変換処理を２回実行し、２回目のＡＤ変換値を前記加算手段に入力することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載のエンジンのスロットル制御装置。
【請求項７】
前記ＡＤ変換器は、前記複数のオフセット付き電圧に対するＡＤ変換処理を、電圧値の小さい順に実行することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載のエンジンのスロットル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば自動車用のエンジンを制御するための電子式スロットルの制御装置に関し、特に低分解能の安価なＡＤ変換器を使用してスロットル開度の検出精度を向上させたエンジンのスロットル制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンのスロットル制御装置（たとえば、特開平１０−２２２２０５号公報参照）において、電子式スロットルの開度は、車両の運転状態に応じて適切に演算された目標スロットル開度と一致するように制御される。
【０００３】
このため、制御手段（ＥＣＵ）は、スロットル開度センサの出力電圧をＡＤ変換し、そのＡＤ変換値を用いて目標スロットル開度を算出し、電子式スロットルへのフィードバック制御を行う。
【０００４】
特に、アイドル運転時においては、比較的低いアイドル回転数を維持するために、エンジンに流入する空気量を高精度に制御する必要があり、信頼性の高いスロットル制御が要求される。
【０００５】
エンジンへの流入空気量を高精度に制御するためには、電子式スロットルを高精度に制御すればよいが、そのためには、スロットル開度センサの出力電圧値を高精度に検出する必要がある。
【０００６】
たとえば、特開平５−２６３７０３号公報には、アイドル回転数領域でスロットル開度センサ電圧を高精度に検出する方法が開示されており、２種類のスロットル開度電圧を検出して、アイドル運転領域と非アイドル運転領域とで使用する検出値を切り替える方法が提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記公報に記載の方法では、スロットル開度検出値の切り替え回路などの精度によっては、切り替え時に検出値に段差が生じるおそれがあり、この結果、スロットル制御に悪影響をおよぼす可能性があった。
【０００８】
また、高分解能のＡＤ変換器を用いてスロットル開度電圧を高精度に検出する方法も考えられるが、高分解能のＡＤ変換器が高価であることから、制御装置全体のコストアップを招くことになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエンジンのスロットル制御装置は以上のように、特開平５−２６３７０３号公報に記載の装置では、運転状態に応じて検出値を切り替えるときに検出値に段差が生じるおそれがあり、スロットル制御に悪影響をおよぼすという問題点があった。
【００１０】
また、スロットル開度電圧を高精度に検出するために高分解能のＡＤ変換器を用いた場合には、装置全体のコストアップを招くという問題点があった。
【００１１】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、スロットル開度検出値を切り替えずに、且つ安価な低分解能のＡＤ変換器を用いて、高精度のスロットル開度検出電圧に基づく高精度の制御を可能にしたエンジンのスロットル制御装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエンジンのスロットル制御装置は、エンジンを制御するための電子式スロットルと、電子式スロットルのスロットル開度を検出するためのスロットル開度検出手段と、エンジンの運転状態に応じてスロットル開度を目標値に制御するための制御手段とを備えたエンジンのスロットル制御装置において、スロットル開度検出手段は、スロットル開度に対応したセンサ電圧を生成するスロットル開度センサと、センサ電圧を複数のオフセット付き電圧に変換するオフセット手段と、複数のオフセット付き電圧をＡＤ変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換された複数のオフセット付き電圧を加算処理する加算手段とを含み、オフセット手段は、インピーダンスを含み、スロットル開度検出手段は、スロットル開度センサとオフセット手段との間に挿入されたバッファを含み、複数のオフセット付き電圧の加算値を制御対象のスロットル開度として検出するものである。
【００１３】
また、この発明に係るエンジンのスロットル制御装置によるバッファは、スロットル開度センサ側とインピーダンスとを分離したものである。
【００１４】
また、この発明に係るエンジンのスロットル制御装置による加算手段は、ＡＤ変換された複数のオフセット付き電圧に対して平均化処理を行う平均化手段を含み、平均化手段により平均化された複数のオフセット付き電圧の加算値を制御対象のスロットル開度として検出するものである。
【００１５】
また、この発明に係るエンジンのスロットル制御装置によるオフセット手段は、互いに異なるインピーダンス値を有する複数の抵抗器を含み、ＡＤ変換器は、複数の入力端子を有し、複数の抵抗器の各端子から出力される複数のオフセット付き電圧を、複数の入力端子を介して同時に取り込むものである。
【００１６】
また、この発明に係るエンジンのスロットル制御装置によるオフセット手段は、互いに異なるインピーダンス値を有する複数の抵抗器と、複数の抵抗器を選択的に有効化するための複数のスイッチング手段とを含み、スロットル開度検出手段は、複数のスイッチング手段を所定のシーケンスにしたがってオンオフ制御するためのスイッチング制御手段を含み、ＡＤ変換器は、単一の入力端子を有し、有効化された抵抗器に応答して出力される複数のオフセット付き電圧を、単一の入力端子を介して時系列的に取り込むものである。
【００１７】
また、この発明に係るエンジンのスロットル制御装置によるＡＤ変換器は、複数のオフセット付き電圧に対するＡＤ変換処理を２回実行し、２回目のＡＤ変換値を加算手段に入力するものである。
【００１８】
また、この発明に係るエンジンのスロットル制御装置によるＡＤ変換器は、複数のオフセット付き電圧に対するＡＤ変換処理を、電圧値の小さい順に実行するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１によるエンジンのスロットル制御装置のハードウェア（以下、「Ｈ／Ｗ」と記す）構成例を示すブロック図である。
【００２０】
図１において、エンジン（図示せず）の吸気管には、吸気量を調節するためのスロットルバルブ１が設けられている。
スロットルバルブ１には、スロットル開度を制御するためのスロットルアクチュエータとして、ＤＣモータ２が設けられている。スロットルバルブ１およびＤＣモータ２は、エンジンを制御するための電子式スロットルを構成している。
【００２１】
また、スロットルバルブ１には、スロットル開度に対応したセンサ電圧を生成するスロットル開度センサ３が設けられている。
ＥＣＵ（電子式制御ユニット）１０は、スロットル開度センサ３からのセンサ電圧を取り込むとともに、各種センサ（図示せず）からの検出情報（運転状態）を取り込み、ＤＣモータ２に対する駆動制御信号を生成する。
【００２２】
ＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータの本体を構成するＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１に含まれるＡＤ変換器１２と、ＡＤ変換器１２の入力側に挿入された複数の抵抗器１０１〜１０４（オフセット手段）と、スロットル開度センサ３の出力端子とＡＤ変換器１２の１つの入力端子との間に挿入されたオペアンプ１３（バッファ）とを備えている。
【００２３】
抵抗器１０１〜１０４は、それぞれ抵抗値Ｒ１〜Ｒ４のインピーダンスを有し、オペアンプ１３の出力端子とグランドとの間に直列に挿入されている。
これにより、抵抗器１０１〜１０４の各一端からは、入力電圧（センサ電圧）から変換された複数のオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４が生成される。
【００２４】
オフセット手段は、入力電圧Ｖ１を含む複数のオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を生成するために、複数の抵抗器１０１〜１０４を含むインピーダンス回路により構成され、各抵抗器１０１〜１０４の一端は、ＡＤ変換器１２の各入力端子に接続されている。
【００２５】
オペアンプ１３は、スロットル開度センサ３側と抵抗器１０１〜１０４（オフセット手段）のインピーダンスとを分離しており、各抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の低減化およびＡＤ変換値の高精度化に寄与している。
【００２６】
ＡＤ変換器１２は、オペアンプ１３および抵抗器１０１〜１０４を介して入力されるオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４をデジタル電圧に変換して、ＣＰＵ１１の演算処理部に入力する。
【００２７】
この場合、各抵抗器１０１〜１０４は、互いに異なるインピーダンス値（抵抗値Ｒ１〜Ｒ４）を有し、ＡＤ変換器１２は、各抵抗器１０１〜１０４の一端から出力されるオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を、複数の入力端子を介して同時に取り込み、ＡＤ変換を並列処理するようになっている。
【００２８】
ＣＰＵ１１内の演算処理部は、ＡＤ変換された複数のオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を加算処理する加算手段を含む。
また、加算手段は、ＡＤ変換された複数のオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４に対して平均化処理を行う平均化手段を含み、平均化手段により平均化された複数のオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４の加算値を制御対象のスロットル開度として検出する。
【００２９】
スロットル開度センサ３、オペアンプ１３、抵抗器１０１〜１０４、ＡＤ変換器１２およびＣＰＵ１１内の加算手段は、スロットル開度検出手段を構成しており、オフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４（デジタル変換後および平均化処理後の各電圧）の加算値を、最終的な制御対象となる電子式スロットルのスロットル開度として検出する。
【００３０】
さらに、ＣＰＵ１１内の演算処理部は、スロットル制御手段を含み、エンジンの運転状態に応じてスロットル開度の目標値を演算し、ＤＣモータ２を駆動制御してスロットル開度を目標値に制御するようになっている。
【００３１】
このように、スロットル開度センサ３の出力電圧から複数のオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４に変換するオフセット手段を設け、オフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４の加算することにより、加算値に基づいて制御対象のスロットル開度を高精度に検出することができる。
【００３２】
なお、スロットル開度センサ３からの入力電圧に対して、抵抗器およびコンデンサからなるローパスフィルタ（図示せず）をかける場合、スロットル開度に対するセンサ電圧のダイナミックレンジを確保するためには、各抵抗器１０１〜１０４の抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を大きく設定しなければならない。
【００３３】
一般に、センサ電圧を複数のオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４に変換する際に、外部インピーダンスが増加すると、ＡＤ変換器１２における入力電圧とＡＤ変換結果との間にずれが生じることが分かっている。
【００３４】
したがって、これを回避するために、図１のように、オペアンプ（バッファ）１３を挿入してインピーダンス変換が行われている。
これにより、抵抗器１０１〜１０４の抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を、ＡＤ変換器１２でのＡＤ変換に影響を与えない程度の小さい値に設定することができる。
【００３５】
次に、図２〜図８を参照しながら、ＡＤ変換器１２およびＣＰＵ１１内の加算手段による各処理動作について、さらに詳細に説明する。
まず、ＡＤ変換器１２の分解能について説明する。
【００３６】
一般に、ＡＤ変換器１２の分解能ａは、ビット数で表され、ｎビット（ｎは自然数）の分解能とは、ＡＤ変換器１２のリファレンス電圧Ｖｒｅｆを用いて、以下の（１）式で与えられる。
【００３７】
ａ＝Ｖｒｅｆ／２n    ・・・（１）
【００３８】
（１）式で与えられる分解能ａは、この値よりも小さい電圧は判別できないことを表している。
【００３９】
図２はＡＤ変換器１２の入力電圧値（アナログ値）ＶとＡＤ変換値（デジタル値）Ｚとの関係を示す説明図であり、ＡＤ変換器１２の入力電圧値がＶ１［Ｖ］からＶ１＋ａ［Ｖ］に上昇したときのＡＤ変換値Ｚ−１、Ｚ、Ｚ＋１を示している。
【００４０】
図２において、（１）式に示す分解能ａ［Ｖ］（ｎビット）のＡＤ変換器１２を用いた場合、ＡＤ変換値（ＡＤ変換結果）がＺとなる入力電圧をＶ１［Ｖ］とすると、ＡＤ変換値がＺ＋１となる入力電圧は、Ｖ１＋ａ［Ｖ］となる。
【００４１】
言い換えれば、Ｖ１≦Ｖ＜Ｖ１＋ａの範囲内の入力電圧ＶがＡＤ変換された場合に、ＡＤ変換結果として得られるＡＤ変換値は、Ｚ（一定値）となる。
【００４２】
図３はＡＤ変換器１２による入力電圧検出動作および加算処理による高精度化を示す説明図であり、分解能ａ（ｎビット）のＡ／Ｄ変換器１２を用いて、分解能ａ／２（ｎ＋１ビット）のＡＤ変換器を使用した場合と同等の入力電圧検出を可能にした処理動作を示している。
【００４３】
図３において、入力電圧ＶＡをＡＤ変換するとともに、入力電圧ＶＡに対して−ａ／２［Ｖ］だけオフセットを付加した電圧ＶＢ（＝ＶＡ−ａ／２）をＡＤ変換し、両者のＡＤ変換値を加算することにより、分解能ａ／２（高精度）のＡＤ変換値（ＶＡ＋ＶＢの結果）が得られる。
【００４４】
つまり、オフセット回路を用いて入力電圧ＶＡからオフセット付き電圧ＶＢを生成し、各電圧値ＶＡおよびＶＢをｎビットの分解能ａでＡＤ変換し、各変換結果の加算値を制御に用いることにより、分解能ａ／２（ｎ＋１ビット）のＡＤ変換器による変換値を用いた場合と同等の制御分解能が得られる。
【００４５】
また、スロットル開度センサ３からのセンサ電圧に対して上記演算処理を適用し、−ａ／２b［Ｖ］（ｂは自然数）ずつオフセットした２b個の電圧として、分解能ａ［Ｖ］（ｎビット）のＡＤ変換器１２に入力し、それぞれＡ／Ｄ変換して加算することにより、ｎ＋ｂビットのＡＤ変換器を用いた場合と同等の精度で電圧（スロットル開度）を検出することができる。
【００４６】
このため、ＥＣＵ１０内のインピーダンス回路（オフセット手段）を用いて、入力電圧Ｖ１［Ｖ］から、Ｖ２＝Ｖ１−ａ／２b［Ｖ］、Ｖ３＝Ｖ２−ａ／２b［Ｖ］、Ｖ４＝Ｖ３−ａ／２b、・・・となるオフセット付き電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、・・・を生成する。
【００４７】
以下、各オフセット付き電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、・・・をｎビットの分解能のＡＤ変換器１２を用いてＡＤ変換し、さらに、ＣＰＵ１１内の加算手段およびスロットル制御手段により、ＡＤ変換結果の加算値を用いてＤＣモータ２およびスロットルバルブ１を制御する。これにより、ｎ＋ｂビットのＡＤ変換器による変換値を用いて制御する場合と同等の制御分解能が得られる。
【００４８】
たとえば、エンジンのアイドル回転数（数１００ｒｐｍ）を十分に高精度に制御するためには、スロットル開度センサ３からのセンサ電圧を、１２ビットの分解能以上のＡＤ変換器を使用してＡＤ変換すればよいことが分かっている。
【００４９】
ここでは、４個の抵抗器１０１〜１０４（オフセット手段）を用いて、４個のオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を生成しているので、アイドル回転数付近でのスロットル開度を、１０ビットのＡＤ変換器１２を用いて、実質的に１２ビットの精度で検出する場合について説明する。
【００５０】
図４は１０ビットのＡＤ変換器１２および加算手段による処理動作を示す説明図であり、４個のオフセット付き電圧ＶＡ〜ＶＤ（Ｖ１〜Ｖ４に対応）をＡＤ変換し、各変換結果を加算することにより、１２（＝１０＋２）ビットの変換精度を実現する場合を示している。
【００５１】
いま、１０ビットのＡＤ変換器１２のリファレンス電圧Ｖｒｅｆが５［Ｖ］ならば、前述の（１）式より、ＡＤ変換器１２の分解能ａは、以下の（２）式で与えられる。
【００５２】
0003655849.tif 000002
【００５３】
したがって、実質的に１２ビットの分解能で検出するためには、前述の自然数ｂを２（＝１２−１０）と設定し、各オフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４のオフセットＶＯＦを以下の（３）式のように求める。
【００５４】
0003655849.tif 000003
【００５５】
したがって、図４のように、抵抗器１０１〜１０４（図１参照）は、スロットル開度センサ３からの入力電圧ＶＡ（＝Ｖ１）に基づいて、ＶＢ（＝Ｖ２）≒ＶＡ−１．２［ｍＶ］、ＶＣ（＝Ｖ３）≒ＶＢ−１．２［ｍＶ］、ＶＤ（＝Ｖ４）≒ＶＣ−１．２［ｍＶ］からなるオフセット付き電圧ＶＢ〜ＶＤを生成する。
【００５６】
また、１０ビットのＡＤ変換器１２は、各オフセット付き電圧ＶＡ〜ＶＤ（Ｖ１〜Ｖ４）をＡＤ変換し、加算手段は各ＡＤ変換結果を加算し、２ビット分だけ高分解能のスロットル開度（ＶＡ＋ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤの結果に相当）を制御対象として検出する。
【００５７】
しかしながら、図１に示したオフセット回路は、入力電圧Ｖ１を抵抗器１０１〜１０４により分圧してオフセット付き電圧Ｖ２〜Ｖ４を生成しているので、たとえば入力電圧Ｖ１が変動すればオフセット付き電圧Ｖ２も変動してしまい、オフセット付き電圧Ｖ２が正確に上記電圧値Ｖ１−１．２［ｍＶ］と一致するとは限らない。
【００５８】
しかし、アイドル時のみにおいて高精度にスロットルバルブ１を制御したいのであれば、アイドル時のスロットル開度センサ３のセンサ電圧付近において、オフセット付き電圧Ｖ２〜Ｖ４が以下の（４）式で表されるように、各抵抗器１０１〜１０４の抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を設定すればよい
【００５９】
Ｖ２≒Ｖ１−１．２［ｍＶ］
Ｖ３≒Ｖ２−１．２［ｍＶ］
Ｖ４≒Ｖ３−１．２［ｍＶ］  ・・・（４）
【００６０】
たとえば、アイドル時に検出されるセンサ電圧が０．７［Ｖ］付近であれば、各抵抗値Ｒ１〜Ｒ４は、以下の（５）式のように設定される。
【００６１】
Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝１８［Ω］
Ｒ４＝１０［ｋΩ］      ・・・・（５）
【００６２】
次に、図５のタイミングチャートおよび図６のフローチャートを参照しながら、ＡＤ変換器１２に入力される４つのオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４の割り込み処理（ＡＤ変換処理）について具体的に説明する。
【００６３】
図５において、ＡＤ変換処理は、タイマＴＭ１の割り込み要求により周期的に実行開始される。
なお、タイマＴＭ１を用いた割り込み処理は、たとえば特許第３０９３４６７号などに参照されるように公知技術である。
【００６４】
タイマＴＭ１の設定時間ｔ１（ＡＤ変換処理の実行周期）は、自動車のイグニションキーがＯＮされてＣＰＵ１１が起動されたときに、一連のイニシャライズ動作の中でセットされる。
【００６５】
図６はタイマＴＭ１による割り込み処理手順を具体的に示している。
図６において、ＡＤ変換器１２は、まず、タイマＴＭ１を再セットし（ステップＭ０１）、入力電圧Ｖ１をＡＤ変換する（ステップＭ０８）。
【００６６】
入力電圧Ｖ１のＡＤ変換（ステップＭ０８）が終了した後、ＣＰＵ１１は、そのＡＤ変換結果Ｚ１を取り込み（ステップＭ０９）、ＲＡＭに格納する（ステップＭ１０）。
【００６７】
続いて、オフセット付き電圧Ｖ２をＡＤ変換し（ステップＭ１１）、ＡＤ変換終了後、ＣＰＵ１１は、その変換結果Ｚ２を取り込み（ステップＭ１２）、ＲＡＭに格納する（ステップＭ１３）。
【００６８】
以下、ステップＭ１４〜Ｍ１９により、上記ステップＭ０８〜Ｍ１３と同様の処理をオフセット付き電圧Ｖ３、Ｖ４についても実行し、変換結果Ｚ３、Ｚ４をＲＡＭに格納する。
【００６９】
なお、図６のＡＤ変換を実行する際に、最初にＡＤ変換する電圧Ｖ１は、ＡＤ変換器１２のクロストークにより、その前に処理されたＡＤ変換の影響を受けるおそれがある。
【００７０】
したがって、ＡＤ変換処理を２回実行して、実質的にディレイ処理後の値として、２回目（すなわち、「２度読み」処理後）のＡＤ変換値を加算手段に入力する方がよい。
また、その後に入力されるオフセット付き電圧Ｖ２〜Ｖ４のＡＤ変換についても、同様に２度読み処理してクロストークを回避してもよい。
【００７１】
さらに、ＡＤ変換器１２のクロストークによる影響を最小にするため、ＡＤ変換の処理順序を固定せずに、任意に入れ替えてもよい。
たとえば、各電圧Ｖ１〜Ｖ４のうち、最小値を示す電圧Ｖ４から、Ｖ４→Ｖ３→Ｖ２→Ｖ１の順にＡＤ変換してもよい。これにより、クロストークによる影響を最小にして、検出精度をさらに向上させることができる。
【００７２】
次に、図７のタイミングチャートおよび図８のフローチャートを参照しながら、ＣＰＵ１１内の演算処理部により認識される最終的なスロットル開度の検出動作について説明する。
【００７３】
図７において、ＣＰＵ１１による演算処理は、まず、タイマＴＭ２の割り込み要求により周期的に実行開始される。
タイマＴＭ２の設定時間ｔ２（ＣＰＵ１１が認識するスロットル開度の更新演算周期）は、タイマＴＭ１と同様に、自動車のイグニションキーがＯＮされてＣＰＵ１１が起動されたときに、一連のイニシャライズ動作の中でセットされる。
【００７４】
各電圧Ｖ１〜Ｖ４は、前述のように、タイマＴＭ１の割り込み処理により、周期ｔ１毎にＡＤ変換され、変換結果Ｚ１〜Ｚ４がＲＡＭに格納されている。
すなわち、ＣＰＵ１１内のＲＡＭは、周期ｔ１毎のＡＤ変換に基づく最新の変換結果Ｚ１〜Ｚ４を格納している。
【００７５】
このとき、ＣＰＵ１１によるスロットル開度の演算処理において、数回前までのＡＤ変換結果を必要とするならば、ＲＡＭは、数回前までのＡＤ変換結果を格納できるように割り当てられている。
【００７６】
図８は各電圧Ｖ１〜Ｖ４のＡＤ変換結果Ｚ１〜Ｚ４を移動平均した後に加算する処理手順を具体的に示している。
ＣＰＵ１１内の平均化手段は、４つの変換結果Ｚ１〜Ｚ４に対して移動平均を求める場合、たとえば入力電圧Ｖ１について、ＲＡＭに格納されている最新のＡＤ変換結果Ｚ１のみならず、前回のＡＤ変換結果Ｚ１ｐ１、前々回のＡＤ変換結果Ｚ１ｐ２および３回前のＡＤ変換結果Ｚ１ｐ３を用いて平均化処理を行う。
【００７７】
図８において、平均化手段は、まず、タイマＴＭ２を再セットし（ステップＭ０２）、ＡＤ変換結果Ｚ１、Ｚ１ｐ１、Ｚ１ｐ２、Ｚ１ｐ３をＲＡＭから読み出し（ステップＭ２０）、その平均値Ｈ１を計算する（ステップＭ２１）。
【００７８】
これにより、ピークノイズなどによる検出誤差を抑制することができる。
なお、過去の検出データ値を用いた平均化演算式については、公知技術なのでここでは詳述しない。
【００７９】
以下、ステップＭ２２〜Ｍ２７により、上記ステップＭ２０およびＭ２１と同様の処理を各電圧Ｖ２〜Ｖ４についても実行し、平均値Ｈ２〜Ｈ４を算出する。そして、各平均値Ｈ１〜Ｈ４の加算処理を行い（ステップＭ２８）、加算値Ｋ（＝Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３＋Ｈ４）をＲＡＭに格納する（ステップＭ２９）。
【００８０】
このように、オフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を１０ビット（分解能ａ）のＡＤ変換器１２でＡＤ変換し、さらに平均化した値Ｈ１〜Ｈ４の加算値Ｋを最終的な制御対象のスロットル開度検出値とする。
【００８１】
これにより、前述のように、１０ビットのＡＤ変換器１２を用いて、１２ビットのＡＤ変換器を用いた場合と同等の精度を実現することができ、アイドル回転数において、高精度でスロットル開度電圧を検出することができる。
【００８２】
したがって、スロットル開度センサ３の検出値を切り替えることなく、且つ、分解能の低いＡＤ変換器１２を使用しつつ、高精度にスロットル開度を検出して、高精度にスロットル開度を制御することができる。
【００８３】
すなわち、ＣＰＵ１１は、加算値Ｋをスロットル開度に相当するセンサ電圧として認識し、スロットル開度を目標開度と一致させるためにフィードバック制御を行う。
【００８４】
なお、目標スロットル開度の演算やスロットル開度のフィードバック制御については、公知技術であるうえ、この発明の意図するところでもないので、詳述を省略する。
【００８５】
また、ここでは、４個の抵抗器１０１〜１０４を用いて４個のオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を生成したが、任意数（たとえば、８個）の抵抗器（図示せず）を用いて８個のオフセット付き電圧を生成してもよい。
【００８６】
また、この発明の主要要件は、実質的な分解能向上用の加算手段にあり、オフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４のＡＤ変換値を加算することにあるので、加算手段以外の要素、たとえば、さらなる精度向上用のオペアンプ１３やＣＰＵ１１内の平均化手段などは省略され得る。
【００８７】
同様に、ＡＤ変換器１２内において、クロストークによる悪影響を除去するための２度読み処理手段や、各電圧値Ｖ１〜Ｖ４のＡＤ変換順序を設定する手段なども省略され得る。
【００８８】
さらに、ここでは、自動車用エンジンを例にとって説明したが、この発明による制御装置が、自動車用エンジンに限らず、電子式スロットルを有する任意のエンジンに適用可能なことは言うまでもない。
【００８９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、ＡＤ変換処理時間を短縮するために、各オフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４をＡＤ変換器１２に同時に入力して並列処理するようにしたが、ＡＤ変換器の入力端子を単一化するために、オフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を時系列的にＡＤ変換器に入力してもよい。
【００９０】
以下、図９〜図１１を参照しながら、オフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を時系列的にＡＤ変換器に入力するように構成したこの発明の実施の形態２について説明する。
【００９１】
図９はこの発明の実施の形態２によるエンジンのスロットル制御装置のＨ／Ｗ構成例を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。
【００９２】
図９において、ＥＣＵ１０Ａは、前述のＣＰＵ１１Ａ、ＡＤ変換器１２Ａおよびオペアンプ１３に加えて、抵抗器１２１〜１２６およびトランジスタスイッチ（以下、単に「スイッチ」という）ＳＷ１〜ＳＷ３と、ＣＰＵ１１Ａ内のＩ／Ｏ１４とを備えている。
【００９３】
この場合、ＡＤ変換器１２Ａは、単一の入力端子のみを有する。
Ｉ／Ｏ１４は、スイッチング制御手段を構成しており、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を、所定のシーケンスにしたがってオンオフ制御している。
【００９４】
抵抗器１２１〜１２６は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３およびＩ／Ｏ１４と関連して、オフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を生成するためのオフセット手段を構成している。
【００９５】
抵抗器１２１〜１２６は、互いに異なるインピーダンス（抵抗値Ｒ２１〜Ｒ２６）を有し、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、各抵抗器１２１〜１２６を選択的に有効化する。
【００９６】
抵抗器１２１〜１２３は、オペアンプ１３の出力端子とＡＤ変換器１２Ａの入力端子との間に直列に挿入されており、他の抵抗器１２４〜１２６は、各抵抗器１２１〜１２３の一端に個別に接続されている。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、各抵抗器１２４〜１２６とグランドとの間にそれぞれ挿入されている。
【００９７】
Ｉ／Ｏ１４は、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦ状態を選択的に制御し、これに応答して、抵抗器１２３の一端からは、オフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４が時系列的に生成される。
【００９８】
ＡＤ変換器１２Ａは、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のＯＮ動作（抵抗器１２３〜１２６の有効化）に応答して生成されるオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を、単一の入力端子を介して時系列的に取り込む。
【００９９】
ここで、各抵抗器１２１〜１２６の抵抗値Ｒ２１〜Ｒ２６は、たとえば以下の（６）式のように設定される。
【０１００】
Ｒ２１＝Ｒ２２＝Ｒ２３＝１８［Ω］
Ｒ２４＝Ｒ２５＝Ｒ２６＝１０［ｋΩ］  ・・・・（６）
【０１０１】
すなわち、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が全てＯＦＦされたときには、直列抵抗器１２１〜１２３の抵抗値成分が全て有効となるので、最大電圧値Ｖ１が生成されてＡＤ変換器１２Ａに入力される。
【０１０２】
また、スイッチＳＷ１のみがＯＮされたときには、直列抵抗器１２１〜１２３のうち、最も入力側の抵抗器１２１の一端がグランドに分岐されるので、２番目に高い電圧値Ｖ２が生成されてＡＤ変換器１２Ａに入力される。
【０１０３】
また、スイッチＳＷ２のみがＯＮされたときには、直列抵抗器１２１〜１２３のうち、２番目の抵抗器１２２の一端がグランドに分岐されるので、３番目に高い電圧値Ｖ３が生成されてＡＤ変換器１２Ａに入力される。
【０１０４】
さらに、スイッチＳＷ３がＯＮされたときには、直列抵抗器１２１〜１２３のうち、最も出力側の抵抗器１２３の一端がグランドに分岐されるので、最小電圧値Ｖ４が生成されてＡＤ変換器１２Ａに入力される。
【０１０５】
このように、Ｉ／Ｏ１４によりスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をシーケンス制御することにより、前述と同様のオフセット付き電圧Ｖ１〜Ｖ４を時系列的に生成させることができ、前述と同様にＡＤ変換することができる。
【０１０６】
次に、図１０のフローチャートおよび図１１のＯＮ／ＯＦＦパターン説明図を参照しながら、ＡＤ変換器１２Ａによる割り込み処理（ＡＤ変換処理）について具体的に説明する。
図１１においては、各入力電圧Ｖ１〜Ｖ４に対応したスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦ切り替え状態が示されている。
【０１０７】
図１０において、ＡＤ変換器１２Ａは、まず、タイマＴＭ１の割り込み処理により、タイマＴＭ１を再セットする（ステップＭ０３）。
続いて、オフセット手段から最大電圧値Ｖ１が生成されるように、図１１内のパターンＰ１にしたがって、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を全てＯＦＦに切り替える（ステップＭ３０）。
【０１０８】
次に、ＡＤ変換器１２Ａは、電圧Ｖ１をＡＤ変換し（ステップＭ３１）、変換終了後に、ＣＰＵ１１Ａは、その変換結果Ｚ１を取り込み（ステップＭ３２）、Ｚ１をＲＡＭに格納する（ステップＭ３３）。
【０１０９】
以下、ＡＤ変換器１２ＡおよびＣＰＵ１１Ａは、ステップＭ３４〜Ｍ４５において、上記ステップＭ３０〜Ｍ３３と同様に、オフセット付き電圧Ｖ２〜Ｖ４に対するＡＤ変換処理を実行し、その変換結果Ｚ２〜Ｚ４をＲＡＭに格納する。
【０１１０】
以下、ＡＤ変換結果Ｚ１〜Ｚ４の平均化処理および加算処理などについては、前述（図８参照）と同様なので、ここでは説明を省略するが、この場合も前述と同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
【０１１１】
また、この場合、ＡＤ変換器１２Ａの入力端子が単一化されて入力端子が削減されるので、コストアップを招くことなく、余剰の入力端子を他の制御で使用することができる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、エンジンを制御するための電子式スロットルと、電子式スロットルのスロットル開度を検出するためのスロットル開度検出手段と、エンジンの運転状態に応じてスロットル開度を目標値に制御するための制御手段とを備えたエンジンのスロットル制御装置において、スロットル開度検出手段は、スロットル開度に対応したセンサ電圧を生成するスロットル開度センサと、センサ電圧を複数のオフセット付き電圧に変換するオフセット手段と、複数のオフセット付き電圧をＡＤ変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換された複数のオフセット付き電圧を加算処理する加算手段とを含み、オフセット手段は、インピーダンスを含み、スロットル開度検出手段は、スロットル開度センサとオフセット手段との間に挿入されたバッファを含み、複数のオフセット付き電圧の加算値を制御対象のスロットル開度として検出するようにしたので、スロットル開度検出値を切り替えずに、且つ安価な低分解能のＡＤ変換器を用いて、高精度のスロットル開度検出電圧に基づく高精度の制御を可能にしたエンジンのスロットル制御装置が得られる効果がある。
【０１１３】
また、この発明によれば、バッファは、スロットル開度センサ側とインピーダンスとを分離したので、オフセット手段のインピーダンスを低減することができ、これにより、ＡＤ変換精度をさらに向上させたエンジンのスロットル制御装置が得られる効果がある。
【０１１４】
また、この発明によれば、加算手段は、ＡＤ変換された複数のオフセット付き電圧に対して平均化処理を行う平均化手段を含み、平均化手段により平均化された複数のオフセット付き電圧の加算値を制御対象のスロットル開度として検出するようにしたので、各種ノイズなどによる誤検出を回避して、さらに高精度の制御を可能にしたエンジンのスロットル制御装置が得られる効果がある。
【０１１５】
また、この発明によれば、オフセット手段は、互いに異なるインピーダンス値を有する複数の抵抗器を含み、ＡＤ変換器は、複数の入力端子を有し、複数の抵抗器の各端子から出力される複数のオフセット付き電圧を、複数の入力端子を介して同時に取り込むようにしたので、ＡＤ変換処理を短時間に実行することのできるエンジンのスロットル制御装置が得られる効果がある。
【０１１６】
また、この発明によれば、オフセット手段は、互いに異なるインピーダンス値を有する複数の抵抗器と、複数の抵抗器を選択的に有効化するための複数のスイッチング手段とを含み、スロットル開度検出手段は、複数のスイッチング手段を所定のシーケンスにしたがってオンオフ制御するためのスイッチング制御手段を含み、ＡＤ変換器は、単一の入力端子を有し、有効化された抵抗器に応答して出力される複数のオフセット付き電圧を、単一の入力端子を介して時系列的に取り込むようにしたので、ＡＤ変換器の入力端子を削減して、他の制御で使用できるようにしたエンジンのスロットル制御装置が得られる効果がある。
【０１１７】
また、この発明によれば、ＡＤ変換器は、複数のオフセット付き電圧に対するＡＤ変換処理を２回実行し、２回目のＡＤ変換値を加算手段に入力するようにしたので、ＡＤ変換器のクロストークによる誤検出を回避して、さらに高精度の制御を可能にしたエンジンのスロットル制御装置が得られる効果がある。
【０１１８】
また、この発明によれば、ＡＤ変換器は、複数のオフセット付き電圧に対するＡＤ変換処理を、電圧値の小さい順に実行するようにしたので、ＡＤ変換器のクロストークによる誤検出を回避して、さらに高精度の制御を可能にしたエンジンのスロットル制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるエンジンのスロットル制御装置のＨ／Ｗ構成例を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態１によるｎビットのＡＤ変換器の入力電圧とＡＤ変換結果との関係を示す説明図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による加算手段を用いた高精度の電圧検出動作原理を概念的に示す説明図である。
【図４】  この発明の実施の形態１による加算手段を用いたさらに高精度の電圧検出動作を概念的に示す説明図である。
【図５】  この発明の実施の形態１によるＡＤ変換動作（タイマ割り込み動作）を示すタイミングチャートである。
【図６】  この発明の実施の形態１による具体的なＡＤ変換処理を具体的に示すフローチャートである。
【図７】  この発明の実施の形態１によるＣＰＵ（演算処理部）の移動平均処理動作および加算処理動作を示すタイミングチャートである。
【図８】  この発明の実施の形態１によるＣＰＵ（演算処理部）の移動平均処理動作および加算処理動作を具体的に示すフローチャートである。
【図９】  この発明の実施の形態２によるエンジンのスロットル制御装置のＨ／Ｗ構成例を示すブロック図である。
【図１０】  この発明の実施の形態２によるＡＤ変換処理動作を具体的に示すフローチャートである。
【図１１】  この発明の実施の形態２による各オフセット付き電圧を生成するためのスイッチのＯＮ／ＯＦＦ切り替え状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  スロットルバルブ、２  ＤＣモータ（スロットルアクチュエータ）、３  スロットル開度センサ、１０、１０Ａ  ＥＣＵ、１１、１１Ａ  ＣＰＵ、１２、１２Ａ  ＡＤ変換器、１３  オペアンプ、１４  Ｉ／Ｏ、１０１〜１０４、１２１〜１２６  抵抗器（オフセット手段）、ＳＷ１〜ＳＷ３  トランジスタスイッチ、Ｖ１〜Ｖ４  オフセット付き電圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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