(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル開度を検出する第一スロットル開度センサ及び第二スロットル開度センサの出力信号が入力される入力手段と、
目標スロットル開度を設定する目標開度設定手段と、
前記第一スロットル開度センサの出力信号により検出された制御用スロットル開度が前記目標スロットル開度に近づくように、スロットルバルブの駆動モータへの制御信号を変更するフィードバック制御を実行するフィードバック制御手段と、を備えた電子スロットル制御装置であって、
前記フィードバック制御手段は、前記制御用スロットル開度と前記目標スロットル開度との偏差が予め設定した不感帯の範囲内にある場合に、前記制御信号を維持する不感帯付きの前記フィードバック制御を実行し、
前記目標スロットル開度の変化量が予め設定した判定変化量以下である状態において、前記第一スロットル開度センサの出力信号により検出された第一スロットル開度と前記目標スロットル開度との偏差が前記不感帯の範囲外になった場合に、前記制御用スロットル開度を検出する制御用スロットル開度センサを、前記第一スロットル開度センサから前記第二スロットル開度センサに切り替える電子スロットル制御装置。
【請求項２】
前記フィードバック制御手段は、前記制御用スロットル開度センサを前記第一スロットル開度センサから前記第二スロットル開度センサに切り替えた後、前記目標スロットル開度の変化量が前記判定変化量以下である状態において、前記第一スロットル開度と前記目標スロットル開度との偏差が前記不感帯の範囲内である状態が予め設定した判定時間継続した場合に、前記制御用スロットル開度センサを、前記第二スロットル開度センサから前記第一スロットル開度センサに切り替える請求項１に記載の電子スロットル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータを駆動しスロットルバルブの開度を制御する電子スロットル制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のような電子スロットル制御装置について、下記の特許文献１及び特許文献２に記載された電子スロットル制御装置が知られている。特許文献１の技術では、スロットル開度センサの出力電圧が、正常な電圧範囲を超えて、異常な低電圧又は高電圧になった場合に、仮故障判定を行い、仮故障判定を行った後、判定ディレー時間経過後に、本故障判定を行うように構成されている。
【０００３】
特許文献２の技術では、スロットル開度センサの出力電圧の発振異常を検出するため、判定時間毎にスロットル開度と目標スロットル開度との偏差の絶対値の積算値を算出し、積算値が判定値を超えた場合に、異常と判定するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３８３８９号公報
【特許文献２】特開２００７−３２４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、異常電圧を判定する異常判定電圧が、正常な電圧範囲外の高電圧値（４．８Ｖ）又は低電圧値（０．２Ｖ）に設定されており、スロットル開度センサに異常が発生してから、異常判定電圧を超過するまでの期間が長くなり、異常判定されるまでの期間が長くなる場合があった。そのため、異常が発生してから、スロットル開度のフィードバック制御が継続される期間が長くなり、実際のスロットル開度の変動量が大きくなると共に、変動期間が長くなる問題があった。また、特許文献１の技術では、高電圧値又は低電圧値とされた異常判定電圧を超えないような、小さな出力電圧の異常が発生した場合に、異常を判定し難い問題があった。
【０００６】
特許文献２の技術では、スロットル開度と目標スロットル開度との偏差の積算値により異常を判定しているため、スロットル開度センサの出力信号が複数回振動した後でないと、異常を判定できない。そのため、異常が判定されるまでの期間が長くなり、実際のスロットル開度の変動量が大きくなると共に変動期間が長くなる問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、スロットル開度センサの出力信号の異常が小さい場合も含めて出力信号の異常を早期に検出でき、スロットル開度の変動を抑制することができる電子スロットル制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電子スロットル制御装置は、スロットル開度を検出する第一スロットル開度センサ及び第二スロットル開度センサの出力信号が入力される入力手段と、目標スロットル開度を設定する目標開度設定手段と、前記第一スロットル開度センサの出力信号により検出された制御用スロットル開度が前記目標スロットル開度に近づくように、スロットルバルブの駆動モータへの制御信号を変更するフィードバック制御を実行するフィードバック制御手段と、を備えた電子スロットル制御装置であって、前記フィードバック制御手段は、前記制御用スロットル開度と前記目標スロットル開度との偏差が予め設定した不感帯の範囲内にある場合に、前記制御信号を維持する不感帯付きの前記フィードバック制御を実行し、前記目標スロットル開度の変化量が予め設定した判定変化量以下である状態において、前記第一スロットル開度センサの出力信号により検出された第一スロットル開度と前記目標スロットル開度との偏差が前記不感帯の範囲外になった場合に、前記制御用スロットル開度を検出する制御用スロットル開度センサを、前記第一スロットル開度センサから前記第二スロットル開度センサに切り替えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
目標スロットル開度の変化量が小さい定常的な状態の場合は、変化量が大きい過渡状態に比べて、スロットル開度が目標スロットル開度に良好に追従しており、第一スロットル開度と目標スロットル開度との偏差（第一開度偏差と称す）は、通常、不感帯の範囲内に収まっている。このような状態で、第一開度偏差が不感帯の範囲外になった場合は、制御用スロットル開度センサとされている第一スロットル開度センサに異常が生じた可能性が高い。不感帯の幅は、通常、高電圧異常判定値や低電圧異常判定値よりも大幅に小さく設定される。本発明に係る電子スロットル制御装置によれば、第一開度偏差が不感帯の範囲外になった場合に、制御用スロットル開度センサを、第一スロットル開度センサから第二スロットル開度センサに切り替えるので、第一スロットル開度センサの出力信号の異常が小さい場合も含めて出力信号の異常を早期に検出でき、早期にセンサを切り替えることができる。すなわち、フィードバック制御の定性的な挙動を考慮した上で、不感帯を基準に判定することにより、異常を定量的に感度良く検出することができる。また、不感帯を超えた段階で、センサを切り替えるので、不感帯を超えるようなスロットル開度の変動を抑制でき、実用上の問題が生じるようなスロット開度の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置が内燃機関及び車両に取り付けられた状態のシステム構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のハードウェア構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る不感帯を説明するための図である。
【図７】本発明の比較例に係る制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１に係る制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図９】本発明の比較例に係る制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図１１】本発明の比較例に係る制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る制御挙動を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１に係る電子スロットル制御装置１について図面を参照して説明する。図１は、電子スロットル制御装置１を備えた電子制御スロットルシステム２が、内燃機関１０及び車両に搭載された状態のシステム構成図であり、図２は、電子スロットル制御装置１に係るブロック図であり、図３は、電子スロットル制御装置１に係るハードウェア構成図であり、図４及び図５は、電子スロットル制御装置１の処理を示すフローチャートである。
【００１２】
図１に示すように、電子制御スロットルシステム２は、気体の流通管５に設けられたスロットルバルブ４の開度（以下、単にスロットル開度と称す）を、駆動モータ７により変化させるように構成されている。電子制御スロットルシステム２は、スロットル開度を検出する第一スロットル開度センサ３Ａ及び第二スロットル開度センサ３Ｂを備えた、二重系とされている。第一スロットル開度センサ３Ａが、メインのセンサとされ、第二スロットル開度センサ３Ｂが、フェールセーフ用のサブのセンサとされている。スロットル開度センサ３Ａ、３Ｂの出力信号は、電子スロットル制御装置１に入力される。電子スロットル制御装置１は、スロットル開度センサ３Ａ、３Ｂの出力信号に基づいて、駆動モータ７を制御してスロットル開度を変化させる。
【００１３】
本実施の形態では、スロットルバルブ４は、円筒状の流通管５内に設けられた円板が、回転軸６回りに回転するように構成されており、回転軸６の回転角度に応じて、流通管５とスロットルバルブ４との隙間、すなわち、スロットル開度が変化するように構成されている。駆動モータ７は、減速ギヤ８を介して、回転軸６に連結されており、駆動モータ７の回転に応じて、回転軸６の回転角度が変化するように構成されている。スロットル開度センサ３Ａ、３Ｂは、回転軸６に連結されており、回転軸６の回転角度に応じて出力信号が変化する。
【００１４】
本実施の形態では、電子スロットル制御装置１は、モータ駆動回路９を介して、駆動モータ７を制御するように構成されている。駆動モータ７は、ＤＣモータとされており、電子スロットル制御装置１は、モータ駆動回路９に伝達する制御信号であるＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号のデューティ比を変化させ、モータ駆動回路９は、デューティ比に応じた電流を駆動モータ７に供給するように構成されている。なお、駆動モータ７には、ステッピングモータ等の他の種類の電動モータが用いられても良い。
【００１５】
スロットルバルブ４は、内燃機関１０の吸気管に備えられている。電子スロットル制御装置１には、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサ１１の出力信号、エアコンディショナーの作動を検出するエアコンスイッチ１２の出力信号、パワーステアリングの作動を検出するパワーステアリングスイッチ１３の出力信号、及びシフトポジションを検出するシフトスイッチ１４の出力信号等が入力される。
【００１６】
電子スロットル制御装置１は、図２に示すように、入力手段３０、目標開度設定手段３１、及びフィードバック制御手段３２等を備えている。入力手段３０は、スロットル開度を検出する第一スロットル開度センサ３Ａ及び第二スロットル開度センサ３Ｂの出力信号が入力される。目標開度設定手段３１は、目標スロットル開度ＶＴＴＰＳを設定する。フィードバック制御手段３２は、第一スロットル開度センサ３Ａの出力信号により検出された制御用スロットル開度ＶＴＰＳが目標スロットル開度ＶＴＴＰＳに近づくように、スロットルバルブ４の駆動モータ７への制御信号を変更するフィードバック制御を実行する。このような構成において、フィードバック制御手段３２は、制御用スロットル開度ＶＴＰＳと目標スロットル開度ＶＴＴＰＳとの偏差ΔＴＰＳが予め設定した不感帯の範囲内にある場合に、制御信号を維持する不感帯付きのフィードバック制御を実行するように構成されている。また、フィードバック制御手段３２は、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが予め設定した判定変化量Ａ以下である状態において、第一スロットル開度センサ３Ａの出力信号により検出された第一スロットル開度ＶＴＰＳ１と目標スロットル開度ＶＴＴＰＳとの偏差ΔＴＰＳ１が不感帯の範囲外になった場合に、制御用スロットル開度ＶＴＰＳを検出する制御用スロットル開度センサを、第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えるセンサ切替処理を実行するように構成されている。
【００１７】
電子スロットル制御装置１の入力手段３０、目標開度設定手段３１、及びフィードバック制御手段３２等の各機能は、電子スロットル制御装置１が備えた処理回路により実現される。具体的には、電子スロットル制御装置１は、図３に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置１５（コンピュータ）、演算処理装置１５とデータのやり取りする記憶装置１８、演算処理装置１５に外部の情報を入力する入力インターフェイス回路１６（以下、単に入力回路１６と称す）、及び演算処理装置１５から外部に信号を出力する出力インターフェイス回路１７（以下、単に出力回路１７と称す）等を備えている。
【００１８】
記憶装置１８として、演算処理装置１５からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）や、演算処理装置１５からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路１６は、各種のセンサやスイッチが接続され、これらセンサやスイッチの出力信号を演算処理装置１５に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路１７は、各種の電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置１５から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。本実施の形態では、入力回路１６には、スロットル開度センサ３Ａ、３Ｂ、アクセル開度センサ１１、エアコンスイッチ１２、パワーステアリングスイッチ１３、及びシフトスイッチ１４等が接続されている。出力回路１７には、モータ駆動回路９等が接続されている。
【００１９】
そして、電子スロットル制御装置１の入力手段３０、目標開度設定手段３１、及びフィードバック制御手段３２等の各機能は、演算処理装置１５が、ＲＯＭ等の記憶装置１８に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置１８、入力回路１６、及び出力回路１７等の電子スロットル制御装置１の他のハードウェアと協働することにより実現される。
以下、電子スロットル制御装置１の各機能について詳細に説明する。
【００２０】
図２に示すように、入力手段３０は、第一スロットル開度センサ３Ａ及び第二スロットル開度センサ３Ｂの出力信号が入力される入力処理を実行する。入力手段３０は、入力された第一スロットル開度センサ３Ａの出力信号に基づいてスロットル開度ＶＴＰＳ１（以下、第一スロットル開度ＶＴＰＳ１と称す）を検出すると共に、入力された第二スロットル開度センサ３Ｂの出力信号に基づいてスロットル開度ＶＴＰＳ２（以下、第二スロットル開度ＶＴＰＳ２と称す）を検出する。具体的には、入力手段３０は、入力回路１６に入力されているスロットル開度センサ３Ａ、３Ｂの出力信号に対してＡ／Ｄ変換を行って、出力信号の入力を受け付け、スロットル開度ＶＴＰＳ１、ＶＴＰＳ２を検出する。本実施の形態では、スロットル開度センサ３Ａ、３Ｂの出力信号は電圧であり、検出されたスロットル開度ＶＴＰＳ１、ＶＴＰＳ２は電圧値とされている。なお、スロットル開度センサ３Ａ、３Ｂの電圧値を、スロットルバルブ４の回転軸６の角度に変換した値を、スロットル開度ＶＴＰＳ１、ＶＴＰＳ２として用いてもよい。
【００２１】
本実施の形態では、入力手段３０は、アクセル開度センサ１１、エアコンスイッチ１２、パワーステアリングスイッチ１３、及びシフトスイッチ１４の出力信号の入力も受け付けるように構成されており、入力されたアクセル開度センサ１１、エアコンスイッチ１２、パワーステアリングスイッチ１３、及びシフトスイッチ１４の出力信号に基づいて、アクセル開度、エアコンディショナー作動状態、パワーステアリング作動状態、及びシフト位置を検出する。
【００２２】
目標開度設定手段３１は、目標スロットル開度ＶＴＴＰＳを設定する。本実施の形態では、目標開度設定手段３１は、アクセル開度、及び内燃機関負荷等に基づいて、目標スロットル開度ＶＴＴＰＳを設定するように構成されている。目標開度設定手段３１は、アクセル開度及び内燃機関負荷が大きくなるほど、目標スロットル開度ＶＴＴＰＳを大きくす
る。電子スロットル制御装置１は、負荷状態検出手段３３を備えている。負荷状態検出手段３３は、内燃機関１０に対する負荷である内燃機関負荷を検出する。負荷状態検出手段３３は、エアコンディショナー作動状態、パワーステアリング作動状態、及びシフト位置等に基づいて内燃機関負荷を算出する。
【００２３】
フィードバック制御手段３２は、第一スロットル開度センサ３Ａの出力信号により検出された制御用スロットル開度ＶＴＰＳが目標スロットル開度ＶＴＴＰＳに近づくように、スロットルバルブ４の駆動モータ７への制御信号を変更するフィードバック制御を実行する。初期設定の制御用スロットル開度センサは、第一スロットル開度センサ３Ａとされており、制御用スロットル開度ＶＴＰＳは、第一スロットル開度センサ３Ａの出力信号により検出された第一スロットル開度ＶＴＰＳ１とされている。本実施の形態では、フィードバック制御手段３２は、上記したように、制御信号として、ＰＷＭ信号のデューティ比を変更するように構成されている。
【００２４】
フィードバック制御には、式（１）に示すような、制御用スロットル開度ＶＴＰＳと目標スロットル開度ＶＴＴＰＳとの偏差ΔＶＴＰＳに基づくＰＩＤ制御を用いることができる。
ΔＶＴＰＳ＝ＶＴＴＰＳ−ＶＴＰＳ
Ｕ＝Ｋｐ×ΔＶＴＰＳ＋∫（Ｋｉ×ΔＶＴＰＳ）ｄｔ
＋Ｋｄ×ｄ（ΔＶＴＰＳ）／ｄｔ                      ・・・（１）
ここで、Ｕは、制御信号であり、Ｋｐは、比例制御ゲインであり、Ｋｉは、積分制御ゲインであり、Ｋｄは、微分制御ゲインである。なお、フィードバック制御には、ＰＩＤ制御以外の制御が用いられてもよい。
【００２５】
フィードバック制御手段３２は、制御用スロットル開度ＶＴＰＳと目標スロットル開度ＶＴＴＰＳとの偏差ΔＶＴＰＳ（以下、開度偏差ΔＶＴＰＳと称す）が予め設定した不感帯の範囲内にある場合に、制御信号を維持する不感帯付きのフィードバック制御を実行するように構成されている。不感帯は、ゼロを含む予め設定された範囲とされ、具体的には、負の値に予め設定された下限値（−ＶＦＢ）と、正の値に予め設定された上限値（＋ＶＦＢ）との間の範囲とされる。本実施の形態では、フィードバック制御手段３２は、図６に示すように、開度偏差ΔＶＴＰＳが不感帯の範囲内にある場合に、制御ゲインをゼロまで低下させて、制御信号を維持し、制御信号を変化させないように構成されている。制御ゲインは、制御信号の算出のために、制御用スロットル開度ＶＴＰＳ及び目標スロットル開度ＶＴＴＰＳの一方又は双方に乗算される係数であり、ＰＩＤ制御の場合は、比例制御ゲインＫｐ、積分制御ゲインＫｉ、微分制御ゲインＫｄとなる。
【００２６】
制御用スロットル開度センサとされている第一スロットル開度センサ３Ａの出力信号に異常が生じると、フィードバック制御により、実際のスロットル開度が目標スロットル開度ＶＴＴＰＳから変動する問題があった。従来の異常判定では、センサの接続線の地絡、天絡などを想定しており、異常判定値は、正常な出力信号の範囲外に設定された高電圧異常判定値や低電圧異常判定値とされているため、異常が発生してから、異常判定されるまでの期間が長くなる。そのため、異常が発生してから、スロットル開度のフィードバック制御が継続される期間が長くなり、実際のスロットル開度の変動量が大きくなると共に、変動期間が長くなる問題があった。また、従来の異常判定では、第一スロットル開度センサ３Ａの出力信号に小さな値の異常が発生した場合に、異常を判定し難い問題があった。
【００２７】
そこで、フィードバック制御手段３２は、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが予め設定した判定変化量Ａ以下である状態において、第一スロットル開度センサ３Ａの出力信号により検出された第一スロットル開度ＶＴＰＳ１と目標スロットル開度ＶＴＴＰＳとの偏差ΔＶＴＰＳ１（以下、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１と称す）が不感帯の範囲外になった場合に、制御用スロットル開度ＶＴＰＳを検出する制御用スロットル開度センサを、第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えるセンサ切替処理を実行するように構成されている。
【００２８】
目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが小さい定常的な状態の場合は、変化量ΔＴＴＰＳが大きい過渡状態に比べて、スロットル開度が目標スロットル開度ＶＴＴＰＳに良好に追従しており、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１は、通常、不感帯の範囲内に収まっている。このような状態で、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲外になった場合は、制御用スロットル開度センサとされている第一スロットル開度センサ３Ａに異常が生じた可能性が高い。不感帯の幅は、通常、高電圧異常判定値や低電圧異常判定値よりも大幅に小さく設定される。上記の構成によれば、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲外になった場合に、制御用スロットル開度センサを、第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えるので、第一スロットル開度センサ３Ａの出力信号の異常が小さい場合も含めて出力信号の異常を早期に検出でき、早期にセンサを切り替えることができる。すなわち、フィードバック制御の定性的な挙動を考慮した上で、不感帯を基準に判定することにより、異常を定量的に感度良く検出することができる。また、不感帯を超えた段階で、センサを切り替えるので、不感帯を超えるようなスロットル開度の変動を抑制でき、実用上の問題が生じるようなスロット開度の変動を抑制できる。
【００２９】
本実施の形態では、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳは、予め設定した単位時間あたりの目標スロットル開度ＶＴＴＰＳの変化量とされている。なお、フィードバック制御手段３２は、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが判定変化量Ａ以下である状態が、予め設定した判定時間経過した場合に、センサ切替処理を実行するように構成されてもよい。
【００３０】
また、フィードバック制御手段３２は、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲外になった状態が、予め設定した確認時間経過した場合に、制御用スロットル開度センサを、第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えるように構成されてもよい。フィードバック制御手段３２は、フィルタ処理を行った第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が、不感帯の範囲外になったか否かを判定するように構成されてもよい。このように、確認時間やフィルタ処理を設けることにより、瞬間的な追従誤差やノイズ等により、誤判定されることを抑制できる。
【００３１】
本実施の形態では、フィードバック制御手段３２は、制御用スロットル開度センサを第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えた後、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが判定変化量Ａ以下である状態において、第一スロットル開度ＶＴＰＳ１と目標スロットル開度ＶＴＴＰＳとの第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲内である状態が予め設定した判定時間継続した場合に、制御用スロットル開度センサを、第二スロットル開度センサ３Ｂから第一スロットル開度センサ３Ａに切り替えるセンサ切替処理を実行するように構成されている。
【００３２】
異常判定時と同様に、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが小さい定常的な状態において、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲内に収まっている場合は、第一スロットル開度センサ３Ａが正常復帰した、又は異常判定が誤判定であった可能性が高い。上記の構成によれば、このような場合に、第一スロットル開度センサ３Ａが正常状態であると判定して、制御用スロットル開度センサを、第二スロットル開度センサ３Ｂから第一スロットル開度センサ３Ａに切り替え、初期状態に復帰させることができる。ここで、判定時間が設けられているので、正常判定の確実性を増すことができる。
【００３３】
以上で説明した、入力手段３０、目標開度設定手段３１、及びフィードバック制御手段３２の処理を、図４及び図５に示すフローチャートのように構成することができる。図４及び図５のフローチャートの処理は、演算処理装置１５が記憶装置１８に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行することにより、例えば一定時間毎に実行される。
【００３４】
図４のフローチャートについて説明する。まず、入力手段３０は、ステップＳ２１で、上述したように、スロットル開度を検出する第一スロットル開度センサ３Ａ及び第二スロットル開度センサ３Ｂの出力信号が入力される入力処理を実行する。次に、目標開度設定手段３１は、ステップＳ２２で、上述したように、目標スロットル開度ＶＴＴＰＳを設定する処理を実行する。そして、フィードバック制御手段３２は、ステップＳ２３で、上述したように、制御用スロットル開度ＶＴＰＳが目標スロットル開度ＶＴＴＰＳに近づくように、スロットルバルブ４の駆動モータ７への制御信号を変更するフィードバック制御を実行する。この際、フィードバック制御手段３２は、制御用スロットル開度ＶＴＰＳと目標スロットル開度ＶＴＴＰＳとの開度偏差ΔＶＴＰＳが予め設定した不感帯の範囲内にある場合に、制御信号を維持する不感帯付きのフィードバック制御を実行するように構成されている。
【００３５】
また、フィードバック制御手段３２は、ステップＳ２４で、上述したように、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが判定変化量Ａ以下である状態において、第一スロットル開度ＶＴＰＳ１と目標スロットル開度ＶＴＴＰＳとの第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲外になった場合に、制御用スロットル開度センサを、第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えるセンサ切替処理を実行する。また、フィードバック制御手段３２は、制御用スロットル開度センサを第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えた後、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが判定変化量Ａ以下である状態において、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲内である状態が予め設定した判定時間継続した場合に、制御用スロットル開度センサを、第二スロットル開度センサ３Ｂから第一スロットル開度センサ３Ａに切り替えるセンサ切替処理を実行するように構成されている。
【００３６】
図５のフローチャートを用いて、センサ切替処理について詳細に説明する。まず、フィードバック制御手段３２は、ステップＳ０１で、センサ切替フラグＦＣＨＮＧがセットされている（ＦＣＨＮＧ＝１）か否かを判定する。ここで、センサ切替フラグＦＣＨＮＧは、制御用スロットル開度センサが、第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えられているか否かを表す情報であり、ＲＡＭ等の記憶装置１８に記憶される。センサ切替フラグＦＣＨＮＧがセットされている（ＦＣＨＮＧ＝１）場合は、制御用スロットル開度センサが、第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えられていることを表し、センサ切替フラグＦＣＨＮＧがセットされていない（ＦＣＨＮＧ＝０）場合は、制御用スロットル開度センサが、第一スロットル開度センサ３Ａとされていることを表す。
【００３７】
フィードバック制御手段３２は、センサ切替フラグＦＣＨＮＧがセットされておらず、制御用スロットル開度センサが、第一スロットル開度センサ３Ａとされている場合（ステップＳ０１：Ｎｏ）は、ステップＳ０２からステップＳ０５で、制御用スロットル開度センサを第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えるセンサ切替処理を実行する。一方、フィードバック制御手段３２は、センサ切替フラグＦＣＨＮＧがセットされており、制御用スロットル開度センサが、第二スロットル開度センサ３Ｂとされている場合（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）は、ステップＳ０６からステップＳ１１で、制御用スロットル開度センサを第二スロットル開度センサ３Ｂから第一スロットル開度センサ３Ａに切り替えるセンサ切替処理を実行する。
【００３８】
フィードバック制御手段３２は、センサ切替フラグＦＣＨＮＧがセットされていない場合（ステップＳ０１：Ｎｏ）は、ステップＳ０２で、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが、判定変化量Ａ以下である状態か否かを判定し、変化量ΔＴＴＰＳが、判定変化量Ａより大きい状態であると判定した場合（ステップＳ０２：Ｎｏ）は、ステップＳ０５のセンサ切替処理を行わずに図５のフローチャートの処理を終了する。
【００３９】
フィードバック制御手段３２は、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが、判定変化量Ａ以下である状態であると判定した場合（ステップＳ０２：Ｙｅｓ）は、ステップＳ０３で、第一スロットル開度ＶＴＰＳ１と目標スロットル開度ＶＴＴＰＳとの第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲外であるか否かを判定する。本実施の形態では、不感帯は、−ＶＦＢから＋ＶＦＢの範囲に設定されており、｜ＶＴＰＳ１−ＶＴＴＰＳ｜≧ＶＦＢであるか否かを判定するように構成されている。フィードバック制御手段３２は、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲内であると判定した場合（ステップＳ０３：Ｎｏ）は、ステップＳ０５のセンサ切替処理を行わずに図５のフローチャートの処理を終了する。
【００４０】
フィードバック制御手段３２は、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲外であると判定した場合（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）は、ステップＳ０４で、第二スロットル開度センサ３Ｂが正常であるか否かを判定する。本実施の形態では、フィードバック制御手段３２は、第二スロットル開度ＶＴＰＳ２が、予め設定した下限判定値ＥＲＬ以上でかつ、予め設定した上限判定値ＥＲＨ以下である場合は、第二スロットル開度センサ３Ｂが正常であると判定し、第二スロットル開度ＶＴＰＳ２が、下限判定値ＥＲＬ未満である、又は上限判定値ＥＲＨより大きい場合は、第二スロットル開度センサ３Ｂが異常であると判定する。フィードバック制御手段３２は、第二スロットル開度センサ３Ｂが異常であると判定した場合（ステップＳ０４：Ｎｏ）は、ステップＳ０５のセンサ切替処理を行わずに図５のフローチャートの処理を終了する。
【００４１】
フィードバック制御手段３２は、第二スロットル開度センサ３Ｂが正常であると判定した場合（ステップＳ０４：Ｙｅｓ）は、ステップＳ０５で、制御用スロットル開度センサを、第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えるセンサ切替処理を実行し、センサ切替フラグＦＣＨＮＧをセットする（センサ切替フラグＦＣＨＮＧに１を設定する）。
【００４２】
一方、フィードバック制御手段３２は、センサ切替フラグＦＣＨＮＧがセットされている場合（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）は、ステップＳ０６で、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが、判定変化量Ａ以下である状態か否かを判定する。
【００４３】
フィードバック制御手段３２は、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴＰＳが、判定変化量Ａ以下である状態であると判定した場合（ステップＳ０６：Ｙｅｓ）は、ステップＳ０７で、第一スロットル開度ＶＴＰＳ１と目標スロットル開度ＶＴＴＰＳとの第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲内であるか否かを判定する。本実施の形態では、不感帯は、−ＶＦＢから＋ＶＦＢの範囲に設定されており、｜ＶＴＰＳ１−ＶＴＴＰＳ｜＜ＶＦＢであるか否かを判定するように構成されている。
【００４４】
フィードバック制御手段３２は、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲内であると判定した場合（ステップＳ０７：Ｙｅｓ）は、ステップＳ０９で、正常カウンタＣＮＴＮＲＭを１インクリメントした後、ステップＳ１０に進む。一方、フィードバック制御手段３２は、変化量ΔＴＴＰＳが判定変化量Ａより大きい状態であると判定した場合（ステップＳ０６：Ｎｏ）、又は第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲外であると判定した場合（ステップＳ０７：Ｎｏ）は、ステップＳ０８で、正常カウンタＣＮＴＮＲＭを０にリセットした後、ステップＳ１１のセンサ切替処理を行わずに図５のフローチャートの処理を終了する。ここで、正常カウンタＣＮＴＮＲＭは、目標スロットル開度の変化量ΔＴＴ
ＰＳが判定変化量Ａ以下である状態において、第一開度偏差ΔＶＴＰＳ１が不感帯の範囲内である状態が継続している時間をカウントするためのカウンタである。
【００４５】
フィードバック制御手段３２は、ステップＳ１０で、正常カウンタＣＮＴＮＲＭが、予め設定した判定値Ｋ以上であるか否かを判定する。フィードバック制御手段３２は、正常カウンタＣＮＴＮＲＭが判定値Ｋ未満であると判定した場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）は、ステップＳ１１のセンサ切替処理を行わずに図５のフローチャートの処理を終了する。フィードバック制御手段３２は、正常カウンタＣＮＴＮＲＭが判定値Ｋ以上であると判定した場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１で、制御用スロットル開度センサを、第二スロットル開度センサ３Ｂから第一スロットル開度センサ３Ａに切り替えるセンサ切替処理を実行し、センサ切替フラグＦＣＨＮＧをリセットした後（センサ切替フラグＦＣＨＮＧに０を設定する）、図５のフローチャートの処理を終了する。
【００４６】
次に、図７から図１２を参照して、制御挙動について説明する。
図７は、第一スロットル開度センサ３Ａが高電圧側の異常となった場合の、特許文献１の技術を例にした比較例に係るスロットルバルブ４の動きを示すタイムチャートである。時刻Ｔ０１で、第一スロットル開度センサ３Ａに高電圧側の異常が生じた後、第一スロットル開度が増加していき、時刻Ｔ０２で、第一スロットル開度が、高電圧側の異常を検出するために予め設定された高電圧判定値ＶＨＥＲＲ（例えば、４．８Ｖ）を超えた場合に仮異常判定がなされ、その後、時刻Ｔ０３で、判定ディレー時間ＴＨＥＲＲが経過した場合に、本異常判定がなされ、時刻Ｔ０３以降に、フェールセーフ処理が実行される。しかし、図７の比較例の場合では、高電圧判定値ＶＨＥＲＲは、高い電圧値に設定されており、異常が発生してから高電圧判定値ＶＨＥＲＲを超過するまでの期間（時刻Ｔ０１から時刻Ｔ０２まで）が長くなり、この間も、フィードバック制御が実行されるため、目標スロットル開度に対して実際のスロットル開度が変動している期間が長くなっている。なお、実際のスロットル開度は、第一スロットル開度とは反対側の閉じ側の動作となり、内燃機関１０の回転速度が低下する。
【００４７】
図８は、図７と同様に第一スロットル開度センサ３Ａが高電圧側の異常となった場合の、本実施の形態に係るスロットルバルブ４の動きを示すタイムチャートである。時刻Ｔ１１で、第一スロットル開度センサ３Ａに高電圧側の異常が生じた後、時刻Ｔ１２で、第一スロットル開度と目標スロットル開度との第一開度偏差が不感帯の範囲外になった場合に、制御用スロットル開度センサを、第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えるセンサ切替処理を実行している。不感帯の上限値＋ＶＦＢは、高電圧判定値ＶＨＥＲＲよりも大幅に小さい電圧値に設定されるため、異常が生じてからセンサ切替処理が実行されるまでの期間（時刻１１から時刻Ｔ１２まで）は、高電圧判定値ＶＨＥＲＲを超えるまでの期間（時刻１１から時刻Ｔ１３）よりも大幅に短くなっている。そのため、図７の比較例の場合と比べて、目標スロットル開度に対する実際のスロットル開度の変動量及び変動期間を大幅に小さくすることができる。また、不感帯を基準に判定しているため、実際のスロットル開度の変動量を、実用上問題のない程度に抑制することができている。また、センサ切替処理が実行されるため、異常判定後、直ちに、第二スロットル開度センサ３Ｂを用いてフィードバック制御を継続することができ、スロットル開度の変動を最小限に抑制することができている。
【００４８】
図９は、第一スロットル開度センサ３Ａが、高電圧判定値ＶＨＥＲＲ未満の高電圧側の異常となった場合の、特許文献１の技術を例にした比較例に係るスロットルバルブ４の動きを示すタイムチャートである。時刻Ｔ２１で、第一スロットル開度センサ３Ａに高電圧側の異常が生じた後、第一スロットル開度は高電圧判定値ＶＨＥＲＲを超えないため、異常判定できず、フィードバック制御が継続されている。そのため、目標スロットル開度に対して実際のスロットル開度が変動した状態が継続している。
【００４９】
図１０は、図９と同様に第一スロットル開度センサ３Ａが高電圧判定値ＶＨＥＲＲ未満の高電圧側の異常となった場合の、本実施の形態に係るスロットルバルブ４の動きを示すタイムチャートである。時刻Ｔ３１で、第一スロットル開度センサ３Ａに高電圧側の異常が生じた後、時刻Ｔ３２で、第一スロットル開度と目標スロットル開度との第一開度偏差が不感帯の範囲外になった場合に、制御用スロットル開度センサを、第一スロットル開度センサ３Ａから第二スロットル開度センサ３Ｂに切り替えるセンサ切替処理を実行している。不感帯の上限値＋ＶＦＢは、高電圧判定値ＶＨＥＲＲよりも大幅に小さい電圧値に設定されるため、高電圧判定値ＶＨＥＲＲ未満の異常の場合であっても、高感度に異常を判定し、センサ切替処理を実行して、スロットル開度の変動を抑制することができている。すなわち、不感帯を超えるようなセンサ異常を判定し、実用上の問題が生じるようなスロットル開度の変動を抑制できる。
【００５０】
図１１は、第一スロットル開度センサ３Ａが発振異常となった場合の、特許文献２の技術を例にした比較例に係るスロットルバルブ４の動きを示すタイムチャートである。時刻Ｔ４１で、第一スロットル開度センサ３Ａに発振異常が生じた後、判定時間ＴＤＥＲＲ毎に算出される第一スロットル開度と目標スロットル開度との偏差の絶対値の積算値ＳＤＥＲＲが増加しており、時刻Ｔ４２で、積算値ＳＤＥＲＲが判定値ＲＤＥＲＲを超えた場合に、異常と判定され、フェールセーフ処理が実行されている。この比較例の場合も、異常が発生してから異常判定されるまでの期間（時刻Ｔ４１から時刻Ｔ４２まで）が長くなり、この間も、フィードバック制御が実行されるため、目標スロットル開度に対して実際のスロットル開度が変動している期間が長くなっている。
【００５１】
図１２は、図１１と同様に第一スロットル開度センサ３Ａが発振異常となった場合の、本実施の形態に係るスロットルバルブ４の動きを示すタイムチャートである。時刻Ｔ５１で、第一スロットル開度センサ３Ａに発振異常が生じた後、一回目の発振の初期の時刻Ｔ５２で、第一スロットル開度と目標スロットル開度との第一開度偏差が不感帯の範囲外になったので、センサ切替処理を実行している。そのため、発振の初期段階で、高感度に異常を判定し、センサ切替処理を実行して、スロットル開度の変動を抑制することができている。すなわち、不感帯を超えるような発振異常を判定し、実用上の問題が生じるようなスロットル開度の変動を抑制できる。
【００５２】
以上のことから、本実施の形態によれば、目標スロットル開度が安定している状態において、第一スロットル開度センサ３Ａに異常が発生した場合に、不感帯を判定基準とすることにより、高感度に異常を判定し、センサ切替処理を実行して、実用上の問題が生じるようなスロットル開度の変動を抑制できる。
【００５３】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
この発明は、電動モータを駆動しスロットルバルブの開度を制御する電子スロットル制御装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１：電子スロットル制御装置、３Ａ：第一スロットル開度センサ、３Ｂ：第二スロットル開度センサ、４：スロットルバルブ、７：駆動モータ、３０：入力手段、３１：目標開度設定手段、３２：フィードバック制御手段
【要約】      （修正有）【課題】スロットル開度センサの出力信号の異常が小さい場合も含めて出力信号の異常を早期に検出でき、スロットル開度の変動を抑制することができる電子スロットル制御装置を提供する。【解決手段】電子スロットル制御装置において、目標スロットル開度の変化量が予め設定した判定変化量以下である状態において、第一スロットル開度センサにより検出された第一スロットル開度と目標スロットル開度との偏差ΔＴＰＳ１が不感帯（−ＶＦＢから＋ＶＦＢ）の範囲外になった場合に、制御用スロットル開度センサを、第一スロットル開度センサから第二スロットル開度センサに切り替える。【選択図】図８【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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【図１２】
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