(57)【要約】【課題】スロットルバルブに氷結が発生した場合に、その氷結状態からの脱出性を向上した車両用内燃機関の電子スロットル制御装置を提供すること。【解決手段】スロットルバルブ１２の開き側及び閉じ側の両方に氷結の発生が判定された場合には、一旦、モータ１４をスロットルバルブ１２を閉じる方向に駆動力を発生させ、少なくとも伝達機構１３における歯車のクリアランス分だけモータ１４を回転させる、その後、モータ１４にスロットルバルブ１２を開く方向に駆動力を発生させて、スロットルバルブ１２を開き側の氷に衝突させる。これにより、歯車のクリアランス分だけモータ１４が回転する間にモータ１４を加速でき、モータ１４から伝達機構１３を介してスロットルバルブ１２に作用する駆動力を高めることができる。その結果、スロットルバルブ１２２の氷結状態からの脱出性を向上することができる。【選択図】      図１
2006249952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブを駆動する駆動力を発生する両方向に回転可能なモータと、当該モータの駆動力を前記スロットルバルブに伝達する、少なくとも歯車を含む伝達機構とからなるスロットルアクチュエータと、
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、
前記スロットル開度センサで検出したスロットル開度を目標スロットル開度に一致させるように前記モータを制御するスロットル制御手段とを備えた車両用内燃機関の電子スロットル制御装置において、
前記スロットルバルブの氷結の発生を判定する氷結判定手段と、
前記氷結判定手段によって前記スロットルバルブの氷結が発生していると判定された場合に、一旦、前記モータに前記スロットルバルブを閉じる方向に駆動力を発生させて、少なくとも前記伝達機構における歯車のクリアランス分だけ当該歯車を回転させ、その後、前記モータに前記スロットルバルブを開く方向に駆動力を発生させて、前記スロットルバルブを氷結状態から脱出させる氷結脱出処理を実施する氷結脱出制御手段とを備えることを特徴とする車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２】
前記氷結判定手段は、前記スロットルバルブの閉じ側及び開き側に氷結が発生したか否かをそれぞれ判定し、前記氷結脱出制御手段は、前記スロットルバルブの両側に氷結が発生したと判定された場合に、前記氷結脱出処理を実施することを特徴とする請求項１に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３】
前記氷結判定手段によって前記スロットルバルブの一方の側のみに、氷結が発生していると判定された場合に、前記氷結脱出制御手段は、一旦、前記スロットルバルブを氷結非発生側に駆動するように前記モータに駆動力を発生させ、その後、前記スロットルバルブを氷結発生側に駆動するように前記モータに駆動力を発生させて、前記スロットルバルブを氷結状態から脱出させる氷結脱出処理を実施することを特徴とする請求項２に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４】
スロットルバルブを駆動する駆動力を発生する両方向に回転可能なモータと、当該モータの駆動力を前記スロットルバルブに伝達する、少なくとも歯車を含む伝達機構とからなるスロットルアクチュエータと、
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、
前記スロットル開度センサで検出したスロットル開度を目標スロットル開度に一致させるように前記モータを制御するスロットル制御手段とを備えた内燃機関の電子スロットル制御装置において、
前記スロットルバルブの閉じ側及び開き側において、それぞれ氷結の発生を判定する氷結判定手段と、
前記氷結判定手段によって前記スロットルバルブの一方の側のみに、氷結が発生していると判定された場合に、一旦、前記スロットルバルブを氷結非発生側に駆動するように前記モータに駆動力を発生させ、その後、前記スロットルバルブを氷結発生側に駆動するように前記モータに駆動力を発生させて、前記スロットルバルブを氷結状態から脱出させる氷結脱出処理を実施する氷結脱出制御手段とを備えることを特徴とする車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項５】
前記氷結判定手段によって前記スロットルバルブの両側に氷結が発生していると判定された場合、前記氷結脱出制御手段は、一旦、前記モータに前記スロットルバルブを閉じる方向に駆動力を発生させて、少なくとも前記伝達機構における歯車のクリアランス分だけ当該歯車を回転させ、その後、前記モータに前記スロットルバルブを開く方向に駆動力を発生させて、前記スロットルバルブを氷結状態から脱出させる氷結脱出処理を実施することを特徴とする請求項４に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項６】
前記氷結判定手段は、前記スロットルバルブの周囲温度に基づいて、当該スロットルバルブが氷結状態に陥る可能性があるか否かを判定する第１の判定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項７】
前記第１の判定手段は、前記スロットルバルブの周囲温度として、前記内燃機関の吸入空気温度と、前記内燃機関の冷却水温との少なくとも一方を用いることを特徴とする請求項６に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項８】
前記氷結判定手段は、前記スロットルバルブの閉じ側及び開き側のそれぞれにおいて、前記スロットルバルブを駆動する駆動力を前記モータに発生させ、このスロットルバルブの駆動時に前記スロットル開度センサによって検出される開度に基づいて、前記閉じ側及び開き側における氷結の発生を判定する第２の判定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項９】
前記第２の判定手段による判定は、前記第１の判定手段によって前記スロットルバルブが氷結状態に陥る可能性があると判定された場合に行われることを特徴とする請求項８に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項１０】
前記第２の判定手段は、前記スロットルバルブの閉じ側及び開き側のそれぞれにおいて、当該スロットルバルブを駆動する際に、予め定めた所定の駆動力を前記モータに発生させることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項１１】
前記スロットルバルブの閉じ側および開き側の限界位置にはそれぞれ全閉ストッパおよび全開ストッパが設けられ、前記スロットルバルブは、初期位置として、前記閉じ側限界位置と開き側限界位置との間の所定位置に保持され、
前記閉じ側限界位置及び開き側限界位置によって規定される前記スロットルバルブの可動範囲を推定する可動範囲推定手段を備え、
前記第２の判定手段は、前記可動範囲推定手段によって推定された可動範囲に基づいて、前記スロットルバルブが前記全閉ストッパ及び全開ストッパに衝突しないように、前記閉じ側及び開き側における前記スロットルバルブの駆動範囲を決定し、前記スロットルバルブが当該駆動範囲において駆動されるように前記モータに駆動力を発生させることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項１２】
前記第２の判定手段は、前記スロットルバルブを前記閉じ側と開き側とのいずれか一方向に駆動する駆動力を前記モータに発生させたとき、前記スロットルバルブの開度が所定開度に達しない場合、当該駆動方向に氷結が発生していると判定することを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項１３】
前記第２の判定手段は、前記スロットルバルブを前記閉じ側と開き側とのいずれか一方向に駆動する駆動力を前記モータに発生させたとき、前記スロットルバルブの開度の変化が所定値以下である場合には、当該駆動方向に氷結が発生していると判定することを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項１４】
前記スロットルバルブの閉じ側および開き側の限界位置にはそれぞれ全閉ストッパおよび全開ストッパが設けられ、前記スロットルバルブは、初期位置として、前記閉じ側限界位置と開き側限界位置との間の所定位置に保持され、
前記閉じ側限界位置及び開き側限界位置によって規定される前記スロットルバルブの可動範囲を推定する可動範囲推定手段を備え、
前記氷結脱出制御手段は、前記可動範囲推定手段によって推定された可動範囲に基づいて、前記スロットルバルブが前記全閉ストッパ及び全開ストッパに衝突しないように、前記氷結脱出処理のための前記スロットルバルブの駆動範囲を決定し、前記スロットルバルブが当該駆動範囲において駆動されるように前記モータに駆動力を発生させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項１５】
前記可動範囲推定手段は、前記スロットルバルブの初期位置に基づいて、前記閉じ側限界位置及び開き側限界位置によって規定される前記スロットルバルブの可動範囲を推定することを特徴とする請求項１１又は請求項１４に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項１６】
前記可動範囲推定手段は、前記内燃機関が停止して前記スロットル制御手段による制御が終了されるときに、前記スロットルバルブを閉じ側及び開き側に駆動して、閉じ側において停止した閉じ側停止位置及び開き側において停止した開き側停止位置をそれぞれ記憶し、前記内燃機関の運転が再開されるときに、記憶した閉じ側停止位置及び開き側停止位置を前記閉じ側限界位置及び開き側限界位置として用いることを特徴とする請求項１１又は請求項１４に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項１７】
前記氷結脱出制御手段が前記氷結脱出処理を実施するとき、前記スロットルバルブの開度変化により、前記内燃機関によって駆動される車両へ影響が及ぶことを抑制する抑制処理を実施する抑制処理手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項１８】
前記抑制処理手段は、前記内燃機関における点火処理の停止、燃料噴射処理の停止、及び当該内燃機関を始動させるスタータの駆動の禁止の少なくとも１つの処置を実行することにより、前記内燃機関の始動を禁止することを特徴とする請求項１７に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項１９】
前記抑制処理手段は、前記内燃機関の始動を禁止する抑制処理を実施したとき、その旨を車両の乗員に報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１８に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２０】
前記報知手段は、車両の乗員に対して、内燃機関の始動操作を待機するよう指示を与えることを特徴とする請求項１９に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２１】
前記抑制処理手段は、前記内燃機関から前記車両の駆動輪への駆動力伝達の遮断、及び前記車両に対する制動力の発生の少なくとも１つの処置を実行することにより、前記車両の走行を防止することを特徴とする請求項１７に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２２】
前記抑制処理手段は、車両の走行を防止する抑制処理を実施したとき、その旨を車両の乗員に報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項２１に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２３】
前記氷結脱出制御手段が前記氷結脱出処理を実施するとき、車両の運転者による前記スロットルバルブの駆動要求を無効化する無効化手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２４】
前記氷結脱出制御手段が前記氷結脱出処理を実施するとき、前記モータに与えうる電力の最大値を、前記スロットル制御手段が前記モータを制御する際の電力の最大値よりも高くする電力制御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２５】
前記電力制御手段は、前記モータに通電する駆動電流の最大値を所定値に制限する電流制限回路を有するとともに、当該電流制限回路における電流制限を解除することによって、前記モータに与えうる電力の最大値を高めることを特徴とする請求項２４に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２６】
前記電力制御手段は、前記モータに印加する電圧を昇圧する昇圧回路を有するとともに、当該昇圧回路に昇圧動作を行わせることによって、前記モータに与えうる電力の最大値を高めることを特徴とする請求項２４に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２７】
前記電力制御手段は、前記モータを除き、少なくとも前記内燃機関の駆動に必要なアクチュエータへの電源供給を遮断することによって、前記モータに与えうる電力の最大値を高めることを特徴とする請求項２４に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２８】
前記氷結判定手段によって、前記スロットルバルブの閉じ側及び開き側の少なくとも一方に氷結が発生したと判定された場合に、その氷結発生側に前記スロットルバルブを駆動した際の、前記スロットルバルブが停止したときの停止開度に基づいて氷の大きさを推定する推定手段を備え、
前記氷結脱出制御手段は、前記推定手段によって推定される氷の大きさに基づいて、前記モータに発生させる、前記スロットルバルブを駆動するための駆動力を変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項２９】
前記モータの電源電圧を検出する電圧検出手段を備え、
前記氷結脱出制御手段は、前記モータの発生する駆動力が目標とする駆動力となるように、前記モータの電源電圧に基づいて前記モータに対して駆動信号を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項５及び請求項２８のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３０】
前記駆動信号は、パルス信号であり、そのパルス信号のデューティ比及び周期のいずれか一方が、前記モータの電源電圧に応じて変化することを特徴とする請求項２９に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３１】
前記氷結脱出制御手段によって氷結脱出処理が実施されたときに、前記スロットル開度センサによって検出される前記スロットルバルブの開度に基づいて、氷結状態からの脱出の成否を判定する氷結脱出判定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３２】
前記氷結脱出制御手段によって氷結脱出処理が実施されたときに、前記スロットルバルブの開度が所定開度に到達した場合、前記氷結脱出判定手段は、氷結状態からの脱出に成功したと判定し、前記氷結脱出制御手段は、氷結脱出処理の実施を終了することを特徴とする請求項３１に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３３】
前記氷結脱出制御手段によって氷結脱出処理が実施されたときに、前記スロットルバルブの開度が所定開度に達しなかった場合、前記氷結脱出判定手段は、氷結状態からの脱出に失敗したと判定し、前記氷結脱出制御手段は、再度、前記氷結脱出処理を実施することを特徴とする請求項３１に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３４】
前記氷結脱出制御手段によって所定回数の氷結脱出処理が実施されたにもかかわらず、前記スロットルバルブの開度が所定回路に達しない場合、前記氷結脱出制御手段は、前記氷結脱出処理の実施を終了することを特徴とする請求項３３に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３５】
前記所定開度は、前記スロットルバルブの閉じ側においては、前記閉じ側の限界位置の近傍に設定されることを特徴とする請求項３２に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３６】
前記所定開度は、前記スロットルバルブの開き側においては、前記開き側における可動範囲の中間位置に設定されることを特徴とする請求項３２に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３７】
前記氷結脱出制御手段によって氷結脱出処理が実施されたときに、前記スロットルバルブの開度の変化が所定値以上である場合、前記氷結脱出判定手段は、氷結状態からの脱出に成功したと判定し、前記氷結脱出制御手段は、氷結脱出処理の実施を終了することを特徴とする請求項３１に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３８】
前記氷結脱出制御手段によって氷結脱出処理が実施されたときに、前記スロットルバルブの開度の変化が所定値に満たない場合、前記氷結脱出判定手段は、氷結状態からの脱出に失敗したと判定し、前記氷結脱出制御手段は、再度、前記氷結脱出処理を実施することを特徴とする請求項３１に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項３９】
前記氷結脱出制御手段によって所定回数の氷結脱出処理が実施されたにもかかわらず、前記スロットルバルブの開度の変化が所定値に満たない場合、前記氷結脱出制御手段は、前記氷結脱出処理の実施を終了することを特徴とする請求項３８に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４０】
前記氷結脱出制御手段が氷結脱出処理の実施を終了したときに、前記抑制処理手段は、前記抑制処理を解除することを特徴とする請求項１７乃至請求項２２のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４１】
前記抑制処理の解除に伴って、前記抑制処理手段における報知手段は、前記抑制処理が解除された旨を報知することを特徴とする請求項４０に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４２】
前記抑制処理手段が、前記抑制処理の解除として前記内燃機関の始動の禁止を解除した場合、前記報知手段は、前記車両の乗員に対して、前記内燃機関の始動操作を促す指示を与えることを特徴とする請求項４１に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４３】
前記氷結脱出制御手段が氷結脱出処理の実施を終了したときに、前記無効化手段は、車両の運転者による前記スロットルバルブの駆動要求を有効にすることを特徴とする請求項２３に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４４】
前記氷結脱出制御手段が氷結脱出処理の実施を終了したときに、前記電力制御手段は、前記モータに与えうる電力の最大値を高くする処理を終了することを特徴とする請求高２４に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４５】
前記氷結脱出判定手段によって前記氷結状態からの脱出に失敗したと判定された状態で、前記氷結脱出制御手段が氷結脱出処理の実施を終了したとき、所定のフェールセーフモードにて前記内燃機関の出力制御を行うフェールセーフ手段を備えることを特徴とする請求項３４又は請求項３９に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４６】
前記フェールセーフ手段は、前記モータへの電源供給を停止し、前記スロットルバルブを初期位置に保持しつつ、前記スロットルバルブの非動作に起因する出力の増減分を補うように前記内燃機関の出力制御を行うことを特徴とする請求項４５に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４７】
前記フェールセーフ手段は、前記スロットルバルブが閉じ側限界位置と開き側限界位置とによって規定される可動範囲全体の一部の範囲でのみ駆動可能である場合、当該スロットルバルブをその一部の範囲で駆動するとともに、前記スロットルバルブの目標開度が駆動不可能な範囲に属する場合に、前記スロットルバルブが駆動不可能であることに起因する出力の増減分を補うように前記内燃機関の出力制御を行うことを特徴とする請求項４５に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４８】
前記フェールセーフ手段は、前記スロットルバルブの目標開度が駆動不可能な範囲に属する場合、当該スロットルバルブの開度を駆動可能範囲の限界位置に保持することを特徴とする請求項４７に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項４９】
前記モータは、与えられる駆動信号のデューティ比に応じた駆動力を発生するものであって、前記フェールセーフ手段は、前記スロットルバルブの開度を駆動可能範囲の限界位置に保持する際、前記駆動信号のデューティ比を所定値に制限することを特徴とする請求項４８に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項５０】
前記フェールセーフ手段は、前記モータへ所定の駆動信号を出力して、前記スロットルバルブを所定位置に停止させたまま、前記内燃機関の出力制御を行うことを特徴とする請求項４５に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項５１】
前記フェールセーフ手段は、前記スロットルバルブが開き側に駆動可能であって、前記内燃機関の出力制御では、所定以上の出力を維持できないと判断された場合、前記スロットルバルブの開度を開き側に補正することを特徴とする請求項４５に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項５２】
前記フェールセーフ手段は、前記内燃機関における点火タイミング、噴射タイミング、燃料噴射量、吸気バルブの開閉タイミング、排気バルブの開閉タイミングの少なくとも１つを変化させることによって、前記内燃機関の出力制御を行うことを特徴とする請求項４５乃至請求項５１のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項５３】
低温環境下において、前記スロットル制御手段が前記スロットルバルブの開度を制御している際に、前記内燃機関の出力が目標とする出力よりも低下した場合、前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブの目標開度を開き側に補正することを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項５４】
前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブの開き側への補正の実施後、前記内燃機関の出力が目標出力よりも増加した場合に、前記補正を終了することを特徴とする請求項５３に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項５５】
前記氷結判定手段により、氷結発生が判定されたときに、氷結発生時の状況を示す状況データを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置。
【請求項５６】
前記状況データは、氷結が発生した回数、氷結発生時の前記スロットルバルブの周囲温度、前記スロットルバルブの可動範囲、前記モータの電源電圧、氷結脱出の成否、氷結脱出処理の実行回数の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５５に記載の車両用内燃機関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、内燃機関の吸気経路に設けられたスロットルバルブをモータによって駆動して、そのバルブ開度を制御する車両用内燃機関の電子スロットル制御装置に関し、特に、スロットルバルブに氷結が発生した場合に、その氷結状態からの脱出性を向上した車両用内燃機関の電子スロットル制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スロットルバルブの氷結を防止することを目的とした従来のスロットル制御装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１に記載のスロットル制御装置は、エンジンの始動時に氷結が発生する状態であるとき、エンジンの完爆が生じる以前の始動時に、エンジンの始動性に差し支えない揺動角度角度範囲で、目標スロットル開度を増減させる。
【０００３】
エンジンの完爆が生じる以前の始動時には、スロットルバルブを大きく揺動させてもエンジンの出力トルクの変動に大きな影響を与えることがない。このため、スロットルバルブに大きな揺動を発生させて、広い範囲で氷結を排除させている。
【特許文献１】特開２０００−３２０３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来のスロットル制御装置では、目標スロットル開度を揺動させて、氷結の排除を試みるものである。しかしながら、スロットルバルブに発生した氷結が、比較的強い結合力で、スロットルバルブをその周囲の吸気管に固着させている場合には、氷結を排除できない可能性がある。
【０００５】
すなわち、スロットルバルブの駆動力よりも、氷結による結合力が強い場合には、目標開度を増減させても、スロットルバルブは動くことができず、氷結状態から脱出することは困難である。
【０００６】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、スロットルバルブに氷結が発生した場合に、その氷結状態からの脱出性を向上した車両用内燃機関の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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置は、
スロットルバルブを駆動する駆動力を発生する両方向に回転可能なモータと、当該モータの駆動力をスロットルバルブに伝達する、少なくとも歯車を含む伝達機構とからなるスロットルアクチュエータと、
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、
スロットル開度センサで検出したスロットル開度を目標スロットル開度に一致させるようにモータを制御するスロットル制御手段とを備えるものであって、
スロットルバルブの氷結の発生を判定する氷結判定手段と、
氷結判定手段によってスロットルバルブの氷結が発生していると判定された場合に、一旦、モータにスロットルバルブを閉じる方向に駆動力を発生させて、少なくとも伝達機構における歯車のクリアランス分だけ当該歯車を回転させ、その後、モータにスロットルバルブを開く方向に駆動力を発生させて、スロットルバルブを氷結状態から脱出させる氷結脱出処理を実施する氷結脱出制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
上述したように、スロットルバルブの氷結の発生が判定された場合には、氷結脱出制御手段は、一旦、モータにスロットルバルブを閉じる方向に駆動力を発生させて、少なくとも伝達機構における歯車のクリアランス分だけモータを回転させ、その後、モータにスロットルバルブを開く方向に駆動力を発生させて、スロットルバルブを氷結状態から脱出させる氷結脱出処理を実施する。これにより、少なくとも歯車のクリアランス分だけモータが回転する間に、モータを加速することができる。このため、歯車のクリアランス分だけモータが回転したときに、モータから伝達機構を介してスロットルバルブに作用する駆動力を高めることができる。その結果、スロットルバルブの氷結状態からの脱出性を向上することができる。
【０００９】
また、スロットルバルブを開き側に駆動した場合、閉じ側に駆動した場合とは異なり、スロットルバルブと吸気管との間に氷を噛み込むことが少ないため、氷結状態からの脱出が比較的容易である。そのため、請求項１に記載の電子スロットル制御装置では、一旦、スロットルバルブを閉じ側に駆動した後に、開き側に向かって駆動するのである。
【００１０】
請求項２に記載するように、氷結判定手段は、スロットルバルブの閉じ側及び開き側に氷結が発生したか否かをそれぞれ判定し、氷結脱出制御手段は、スロットルバルブの両側に氷結が発生したと判定された場合に、上述した氷結脱出処理を実施することが好ましい。スロットルバルブの両側に氷結が発生した場合、スロットルバルブを閉じ側に駆動するよりも、開き側に駆動した方が、氷結状態からの脱出が容易だからである。
【００１１】
請求項３及び請求項４に記載の車両用内燃機関の電子スロットル制御装置では、氷結判定手段によってスロットルバルブの一方の側のみに、氷結が発生していると判定された場合に、氷結脱出制御手段は、一旦、スロットルバルブを氷結非発生側に駆動するようにモータに駆動力を発生させ、その後、前記スロットルバルブを氷結発生側に駆動するようにモータに駆動力を発生させて、スロットルバルブを氷結状態から脱出させる氷結脱出処理を実施する。
【００１２】
上述した氷結脱出処理では、一旦、スロットルバルブを氷結非発生側に駆動してから、氷結発生側に駆動するようにしているので、モータの駆動力によってスロットルバルブの速度を高めた状態で、氷と衝突させることができる。この結果、氷に対しての衝撃力を強めることができるので、氷を除去しやすくなり、氷結状態からの脱出性を向上することができる。
【００１３】
なお、請求項５に記載した電子スロットル制御装置の作用効果は、上述した請求項１に記載の電子スロットル制御装置の作用効果と同様であるため、説明を両略する。
【００１４】
上述した電子スロットル制御装置において、請求項６に記載するように、氷結判定手段は、スロットルバルブの周囲温度に基づいて、当該スロットルバルブが氷結状態に陥る可能性があるか否かを判定する第１の判定手段を備えることが好ましい。スロットルバルブの周囲温度が所定温度よりも低い場合に、氷結が発生する可能性が生じる。従って、周囲温度に基づいて、上述した氷結脱出処理を実行する必要があるか否かを簡便に判定することができる。
【００１５】
スロットルバルブの周囲温度としては、請求項７に記載するように、内燃機関の吸入空気温度と、内燃機関の冷却水温との少なくとも一方を用いることが好ましい。これらの温度は、内燃機関の出力を制御するために必要な情報であり、それらの温度を検出するセンサが既に備えられている場合が多いためである。
【００１６】
請求項８に記載するように、氷結判定手段は、スロットルバルブの閉じ側及び開き側のそれぞれにおいて、スロットルバルブを駆動する駆動力をモータに発生させ、このスロットルバルブの駆動時にスロットル開度センサによって検出される開度に基づいて、閉じ側及び開き側における氷結の発生を判定する第２の判定手段を備えることが好ましい。第２の判定手段を設けることにより、スロットルバルブに対する氷結の発生状態を、閉じ側と開き側とで個別に、かつ確実に判定することができるためである。
【００１７】
この第２の判定手段による判定は、請求項９に記載するように、第１の判定手段によってスロットルバルブが氷結状態に陥る可能性があると判定された場合に行われることが好ましい。スロットルバルブの周囲温度が所定温度よりも高ければ、そもそも氷結が発生する可能性はない。従って、第１の判定手段によってスロットルバルブが氷結状態に陥る可能性がないと判定されたとき、敢えて、氷結判定のためにスロットルバルブを駆動することは不要だからである。
【００１８】
請求項１０に記載するように、第２の判定手段は、スロットルバルブの閉じ側及び開き側のそれぞれにおいて、当該スロットルバルブを駆動する際に、予め定めた所定の駆動力をモータに発生させることが好ましい。
【００１９】
第２の判定手段は、氷結を排除するためではなく、氷結が発生しているかを確認するためにスロットルバルブを駆動するものである。そのため、モータに大きな駆動力を発生させる必要はなく、少なくともスロットルバルブを閉じ側及び開き側に向かって移動させるに足る所定の駆動力を発生させれば十分である。これにより、スロットルバルブを閉じ側及び開き側に移動させて、所定以上の強度を持つ氷結を検出することができるとともに、モータの消費電力の低減を図ることもできる。
【００２０】
請求項１１に記載するように、スロットルバルブの閉じ側および開き側の限界位置にはそれぞれ全閉ストッパおよび全開ストッパが設けられ、スロットルバルブは、初期位置として、閉じ側限界位置と開き側限界位置との間の所定位置に保持され、
閉じ側限界位置及び開き側限界位置によって規定されるスロットルバルブの可動範囲を推定する可動範囲推定手段を備え、
第２の判定手段は、可動範囲推定手段によって推定された可動範囲に基づいて、スロットルバルブが全閉ストッパ及び全開ストッパに衝突しないように、閉じ側及び開き側におけるスロットルバルブの駆動範囲を決定し、スロットルバルブが当該駆動範囲において駆動されるようにモータに駆動力を発生させることが好ましい。これにより、スロットルバルブと全閉ストッパ及び全開ストッパとの衝突を回避して、スロットルバルブの駆動系の保護を図ることができる。
【００２１】
請求項１２に記載するように、第２の判定手段は、スロットルバルブを閉じ側と開き側とのいずれか一方向に駆動する駆動力をモータに発生させたとき、スロットルバルブの開度が所定開度に達しない場合、当該駆動方向に氷結が発生していると判定することができる。また、請求項１３に記載するように、第２の判定手段は、スロットルバルブを閉じ側と開き側とのいずれか一方向に駆動する駆動力をモータに発生させたとき、スロットルバルブの開度の変化が所定値以下である場合には、当該駆動方向に氷結が発生していると判定しても良い。
【００２２】
いずれの場合でも、スロットルバルブが、本来の可動範囲を自由に移動できない状況を検出することができ、氷結の発生を精度良く判定することができる。
【００２３】
請求項１４に記載するように、スロットルバルブの閉じ側および開き側の限界位置にはそれぞれ全閉ストッパおよび全開ストッパが設けられ、スロットルバルブは、初期位置として、閉じ側限界位置と開き側限界位置との間の所定位置に保持され、
閉じ側限界位置及び開き側限界位置によって規定されるスロットルバルブの可動範囲を推定する可動範囲推定手段を備え、
氷結脱出制御手段は、可動範囲推定手段によって推定された可動範囲に基づいて、スロットルバルブが全閉ストッパ及び全開ストッパに衝突しないように、氷結脱出処理のためのスロットルバルブの駆動範囲を決定し、スロットルバルブが当該駆動範囲において駆動されるように前記モータに駆動力を発生させることが好ましい。
【００２４】
これにより、上述した請求項１１と同様に、スロットルバルブの駆動系の保護が図れるためである。特に、氷結脱出制御手段の場合には、氷結状態からの脱出のため、相対的に高い駆動力をモータに発生させる場合があるので、上述したようにスロットルバルブの駆動範囲を設定することが有効である。
【００２５】
請求項１５に記載するように、可動範囲推定手段は、スロットルバルブの初期位置に基づいて、閉じ側限界位置及び開き側限界位置によって規定されるスロットルバルブの可動範囲を推定しても良い。例えば電子スロットル制御装置等に異常が生じてモータへの通電を遮断した場合においても、退避走行等が可能なように、スロットルバルブは所定の開度だけ開いた初期位置に保持されるように構成される。従って、この予め設定されている初期位置を基準として、スロットルバルブの可動範囲を推定することができる。
【００２６】
請求項１６に記載するように、可動範囲推定手段は、内燃機関が停止してスロットル制御手段による制御が終了されるときに、スロットルバルブを閉じ側及び開き側に駆動して、閉じ側において停止した閉じ側停止位置及び開き側において停止した開き側停止位置をそれぞれ記憶し、内燃機関の運転が再開されるときに、記憶した閉じ側停止位置及び開き側停止位置を閉じ側限界位置及び開き側限界位置として用いても良い。これにより、スロットルバルブの可動範囲を正確に求めることができる。
【００２７】
請求項１７に記載するように、氷結脱出制御手段が氷結脱出処理を実施するとき、スロットルバルブの開度変化により、内燃機関によって駆動される車両へ影響が及ぶことを抑制する抑制処理を実施する抑制処理手段を備えることが好ましい。上述したように、氷結脱出制御手段は、スロットルバルブを閉じ側及び開き側もしくは氷結非発生側及び氷結発生側に駆動するので、その開度変化による車両への影響を抑制できるようにすることが好ましい。
【００２８】
抑制処理手段の具体例として、例えば請求項１８に記載するように、内燃機関における点火処理の停止、燃料噴射処理の停止、及び当該内燃機関を始動させるスタータの駆動の禁止の少なくとも１つの処置を実行するようにしても良い。これにより、内燃機関の始動が禁止され、スロットルバルブの開度変化によって内燃機関の出力が変動することを防止できる。
【００２９】
抑制処理手段が内燃機関の始動を禁止した場合には、請求項１９に記載するように、報知手段によって、内燃機関の始動を禁止する抑制処理を実施したことを車両の乗員に報知することが好ましい。これにより、乗員は、内燃機関の始動ができない原因を認識することができる。
【００３０】
また、内燃機関の始動を禁止した場合には、請求項２０に記載するように、報知手段が、車両の乗員に対して、内燃機関の始動操作を待機するよう指示を与えることが好ましい。これにより、車両の乗員はより明確に、始動操作を待機すべき状態であることを認識することができる。
【００３１】
抑制処理手段の他の例として、例えば請求項２１に記載するように、内燃機関から車両の駆動輪への駆動力伝達の遮断、及び前記車両に対する制動力の発生の少なくとも１つの処置を実行するようにしても良い。これにより、スロットルバルブの開度変化によって内燃機関の出力が変動した場合であっても、それによって車両が走行したり、走行状態が変化したりすることを防止することができる。
【００３２】
抑制処理手段が車両の走行を防止した場合には、請求項２２に記載するように、報知手段が、車両の走行を防止する抑制処理を実施したことを車両の乗員に報知することが好ましい。これにより、車両の乗員は、車両が走行しない原因を認識することができる。
【００３３】
請求項２３に記載するように、氷結脱出制御手段が氷結脱出処理を実施するとき、車両の運転者によるスロットルバルブの駆動要求を無効化する無効化手段を備えることが好ましい。氷結脱出制御手段によるスロットルバルブの駆動中に、運転者によるスロットルバルブの駆動要求が干渉して、氷結状態からの脱出性が低下することを防止するためである。
【００３４】
請求項２４に記載するように、氷結脱出制御手段が氷結脱出処理を実施するとき、モータに与えうる電力の最大値を、スロットル制御手段がモータを制御する際の電力の最大値よりも高くする電力制御手段を備えることが好ましい。これにより、氷結脱出処理時にモータが発生しうる駆動力の最大値を、通常のスロットル開度制御のときと比較して高めることができる。このため、スロットルバルブに結合力の高い氷結が発生した場合であっても、その氷結状態からの脱出性を向上することができる。
【００３５】
具体的には、電力制御手段は、請求項２５に記載するように、モータに通電する駆動電流の最大値を所定値に制限する電流制限回路における電流制限を解除したり、請求項２６に記載するように、モータに印加する電圧を昇圧する昇圧回路に昇圧動作を行わせたり、或いは、請求項２７に記載するように、モータを除き、少なくとも内燃機関の駆動に必要なアクチュエータへの電源供給を遮断したりすることによって、モータに与えうる電力の最大値を高めることができる。
【００３６】
請求項２８に記載するように、氷結判定手段によって、スロットルバルブの閉じ側及び開き側の少なくとも一方に氷結が発生したと判定された場合に、その氷結発生側にスロットルバルブを駆動した際の、スロットルバルブが停止したときの停止開度に基づいて氷の大きさを推定する推定手段を備え、
氷結脱出制御手段は、推定手段によって推定される氷の大きさに基づいて、モータに発生させる、スロットルバルブを駆動するための駆動力を変化させることが好ましい。
【００３７】
氷の大きさが大きいほど、それを除去するための駆動力として、大きな駆動力が必要となる。そのため、上述したように氷の大きさを推定する推定手段を設けて、推定された氷の大きさに応じて、スロットルバルブを駆動するためのモータが発生する駆動力を変化させることが好ましい。これにより、氷結した氷の大きさに係わらず、その氷を除去することができ、氷結状態からの脱出性を向上できる。
【００３８】
請求項２９に記載するように、モータの電源電圧を検出する電圧検出手段を備え、
氷結脱出制御手段は、モータの発生する駆動力が目標とする駆動力となるように、モータの電源電圧に基づいてモータに対して駆動信号を出力することが好ましい。これにより、電源電圧の変動によらず、モータに目標とする駆動力を発生させることが可能になる。
【００３９】
具体的には、請求項３０に記載するように、駆動信号はパルス信号であって、そのパルス信号のデューティ比及び周期のいずれか一方を、モータの電源電圧に応じて変化させれば良い。
【００４０】
請求項３１に記載するように、氷結脱出制御手段によって氷結脱出処理が実施されたときに、スロットル開度センサによって検出されるスロットルバルブの開度に基づいて、氷結状態からの脱出の成否を判定する氷結脱出判定手段を備えることが好ましい。これにより、適切なタイミングで氷結脱出処理を終了させたり、必要に応じて再度、氷結脱出処理を実施したりすることが可能になる。
【００４１】
すなわち、請求項３２に記載するように、氷結脱出制御手段によって氷結脱出処理が実施されたときに、スロットルバルブの開度が所定開度に到達した場合、氷結脱出判定手段は、氷結状態からの脱出に成功したと判定し、氷結脱出制御手段は、氷結脱出処理の実施を終了することが好ましい。これにより、氷結状態から脱出できたとみなされると即座に氷結脱出処理を終了させることができる。
【００４２】
一方、請求項３３に記載するように、氷結脱出制御手段によって氷結脱出処理が実施されたときに、スロットルバルブの開度が所定開度に達しなかった場合、氷結脱出判定手段は、氷結状態からの脱出に失敗したと判定し、氷結脱出制御手段は、再度、氷結脱出処理を実施することが好ましい。氷結脱出処理を繰り返すことで、氷結状態からの脱出性を向上することができるためである。
【００４３】
この場合、請求項３４に記載するように、氷結脱出制御手段によって所定回数の氷結脱出処理が実施されたにもかかわらず、スロットルバルブの開度が所定開度に達しなければ、氷結脱出制御手段は、氷結脱出処理の実施を終了することが好ましい。これにより、内燃機関の始動禁止状態や車両の走行不能状態が長期間にわたることを防止することができるとともに、スロットルバルブの駆動系に過剰な負担がかかることを防止することができる。
【００４４】
なお、上述した所定開度は、スロットルバルブの閉じ側においては、請求項３５に記載するように、閉じ側の限界位置の近傍に設定され、スロットルバルブの開き側においては、請求項３６に記載するように、開き側における可動範囲の中間位置に設定されることが好ましい。このように所定開度を設定して、氷結状態からの脱出を判定し、スロットルバルブがその所定開度に達したと判定したときに、氷結脱出処理を終了することにより、スロットルバルブが、全閉あるいは全開ストッパに衝突することを防止できる。
【００４５】
また、請求項３７に記載するように、氷結脱出制御手段によって氷結脱出処理が実施されたときに、スロットルバルブの開度の変化が所定値以上である場合、氷結脱出判定手段は、氷結状態からの脱出に成功したと判定し、氷結脱出制御手段は、氷結脱出処理の実施を終了するようにしても良い。この場合、閉じ側限界位置や開き側限界位置を考慮することなく、氷結状態からの脱出の成否を判定することができる。
【００４６】
なお、上述したのと同様の理由から、請求項３８に記載するように、氷結脱出制御手段によって氷結脱出処理が実施されたときに、スロットルバルブの開度の変化が所定値に満たない場合、氷結脱出判定手段は、氷結状態からの脱出に失敗したと判定し、氷結脱出制御手段は、再度、氷結脱出処理を実施することが好ましい。さらに、請求項３９に記載するように、氷結脱出制御手段によって所定回数の氷結脱出処理が実施されたにもかかわらず、スロットルバルブの開度の変化が所定値に満たない場合、氷結脱出制御手段は、氷結脱出処理の実施を終了することが好ましい。
【００４７】
請求項４０に記載するように、氷結脱出制御手段が氷結脱出処理の実施を終了したときに、抑制処理手段は、抑制処理を解除することが好ましい。これにより、内燃機関の始動や車両の走行が可能な状態とすることができる。
【００４８】
請求項４１に記載するように、抑制処理の解除に伴って、抑制処理手段における報知手段は、抑制処理が解除された旨を報知することが好ましい。これにより、車両の乗員は、内燃機関の始動や車両の走行が可能な状態となったことを認識することができる。
【００４９】
さらに、請求項４２に記載するように、抑制処理手段が、抑制処理の解除として内燃機関の始動の禁止を解除した場合、報知手段は、車両の乗員に対して、内燃機関の始動操作を促す指示を与えることが好ましい。これにより、車両の乗員は、内燃機関の始動が可能となり、乗員による始動操作を受け付ける状態となったことを明確に認識できる。
【００５０】
請求項４３に記載するように、氷結脱出制御手段が氷結脱出処理の実施を終了したときに、無効化手段は、車両の運転者によるスロットルバルブの駆動要求を有効にすることが好ましい。これにより、内燃機関の出力を車両の運転者によるスロットルバルブの駆動要求に応じて調整することが可能になる。
【００５１】
請求項４４に記載するように、氷結脱出制御手段が氷結脱出処理の実施を終了したときに、電力制御手段は、モータに与えうる電力の最大値を高くする処理を終了することが好ましい。これにより、モータ及びモータ駆動回路の保護を図ることができるとともに、消費電力の増加を防止することができる。
【００５２】
請求項４５に記載するように、氷結脱出判定手段によって氷結状態からの脱出に失敗したと判定された状態で、氷結脱出制御手段が氷結脱出処理の実施を終了したとき、所定のフェールセーフモードにて内燃機関の出力制御を行うフェールセーフ手段を備えることが好ましい。この場合、氷結が残っており、スロットルバルブは、正常な可動範囲内の移動ができないためである。
【００５３】
例えばフェールセーフ手段は、請求項４６に記載するように、モータへの電源供給を停止し、スロットルバルブを初期位置に保持しつつ、スロットルバルブの非動作による出力の増減分を補うように内燃機関の出力制御を行うことができる。これにより、モータにおける電力消費を防止しつつ、少なくとも退避走行が可能なように内燃機関の出力を制御することができる。
【００５４】
また、フェールセーフ手段は、請求項４７に記載するように、スロットルバルブが閉じ側限界位置と開き側限界位置とによって規定される可動範囲全体の一部の範囲でのみ駆動可能である場合、当該スロットルバルブをその一部の範囲で駆動するとともに、スロットルバルブの目標開度が駆動不可能な範囲に属する場合に、スロットルバルブが駆動不可能であることに起因する出力の増減分を補うように内燃機関の出力制御を行うようにしても良い。これにより、スロットルバルブの目標開度が駆動不可能な範囲に属する場合であっても、極力、内燃機関において、目標とする出力に近い出力を発生させることができる。さらに、スロットルバルブをモータによって駆動することにより、モータからの発熱が氷結の除去に寄与することが期待できる。
【００５５】
上述のようにスロットルバルブの目標開度が駆動不可能な範囲に属する場合には、さらに、請求項４８に記載するように、フェールセーフ手段は、スロットルバルブの開度を駆動可能範囲の限界位置に保持することが好ましい。これにより、スロットルバルブの開度として、極力、目標開度に近い位置に保持することができ、内燃機関において目標出力に相当する出力を発生させやすくなる。
【００５６】
請求項４９に記載するように、モータは、与えられる駆動信号のデューティ比に応じた駆動力を発生するものであって、フェールセーフ手段は、スロットルバルブの開度を駆動可能範囲の限界位置に保持する際、駆動信号のデューティ比を所定値に制限することが好ましい。これにより、スロットルバルブの開度を駆動可能範囲の限界位置に保持する際のモータの駆動電流を抑制するとともに、モータ駆動回路の保護を図ることができる。
【００５７】
請求項５０に記載するように、フェールセーフ手段は、モータへ所定の駆動信号を出力して、スロットルバルブを所定位置に停止させたまま、前記内燃機関の出力制御を行うようにしても良い。これにより、モータからの発熱によって、氷結の除去が期待できる。
【００５８】
請求項５１に記載するように、フェールセーフ手段は、スロットルバルブが開き側に駆動可能であって、内燃機関の出力制御では、所定以上の出力を維持できないと判断された場合、スロットルバルブの開度を開き側に補正することが好ましい。例えば、内燃機関をアイドル回転数で回転駆動するようにスロットルバルブを目標開度に駆動しても、スロットルバルブの閉じ側に除去できない氷が残存している場合には、吸入空気量が低下して、所定以上の出力を維持できず、内燃機関が停止してしまう恐れがある。そのため、スロットルバルブが開き側に駆動可能である場合には、スロットルバルブの開度を目標開度よりも開き側に補正し、吸入空気量を確保する。
【００５９】
請求項５２に記載したように、フェールセーフ手段は、内燃機関における点火タイミング、噴射タイミング、燃料噴射量、吸気バルブの開閉タイミング、排気バルブの開閉タイミングの少なくとも１つを変化させることによって、前記内燃機関の出力制御を行うことができる。上述したパラメータの少なくとも１つを変化させることで、内燃機関の出力が変化するためである。
【００６０】
請求項５３に記載したように、低温環境下において、スロットル制御手段がスロットルバルブの開度を制御している際に、内燃機関の出力が目標とする出力よりも低下した場合、スロットル制御手段は、スロットルバルブの目標開度を開き側に補正することが好ましい。低温環境下においては、スロットルバルブの開度制御を開始した後に氷結が発生し、吸気管の流路断面積を減少させる場合があるためである。
【００６１】
この場合、請求項５４に記載したように、スロットル制御手段は、スロットルバルブの開き側への補正の実施後、内燃機関の出力が目標出力よりも増加した場合に、上述した補正を終了することが好ましい。スロットルバルブの開度を目標開度よりも開き側に補正した後に、氷が脱落等によって除去されると、吸気管の流路断面積が増加する。これにより、内燃機関の回転数が増加し、その出力は目標とする出力よりも増加する。そのため、内燃機関の出力が増加した場合には、氷が除去されたとみなして開き側への補正を終了する。
【００６２】
請求項５５に記載したように、氷結判定手段により氷結発生が判定されたときに、氷結発生時の状況を示す状況データを記憶する記憶手段を備えることが好ましい。この記憶手段に記憶されたデータを、例えば車両のディーラー等で読み出して収集することにより、故障の解析に利用したり、設計へのフィードバック情報として利用することができる。
【００６３】
なお、状況データは、請求項５６に記載したように、氷結が発生した回数、氷結発生時のスロットルバルブの周囲温度、スロットルバルブの可動範囲、モータの電源電圧、氷結脱出の成否、氷結脱出処理の実行回数の少なくとも１つを含むことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明の実施形態に係わる車両用内燃機関の電子スロットル制御装置について図面に基づいて説明する。図１は、車両用内燃機関の電子スロットル制御装置の全体構成を示す構成図であり、この全体構成図に基づいて電子スロットス制御装置の構成を説明する。
【００６５】
図１において、内燃機関（エンジン）１０の吸気管１１には、エンジン１０に吸入される吸入空気量を調節するスロットルバルブ１２が設けられている。この吸気管１１のスロットルバルブ１２の上流側には、図示しないエアクリーナや、吸入空気量を測定するエアフローメータ等が設置されている。
【００６６】
スロットルバルブ１２の回動軸１２ａは、複数の歯車からなる減速機構１３を介して、ＤＣモータ等のモータ１４（スロットルアクチュエータ）に連結されている。従って、スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度）は、減速機構１３を介して伝達されるモータ１４の駆動力によって制御される。
【００６７】
モータ１４には、パワートランジスタ等のスイッチング素子を有するモータ駆動回路１５から駆動信号（デューティ信号）が与えられ、モータ１４は、その駆動信号に応じた駆動力を発生する。モータ駆動回路１５は、後述する電子スロットルＥＣＵ２０から入力される制御信号ＰＷＭに応じた駆動信号をモータ１４に対して出力する。
【００６８】
スロットル開度センサ１６は、スロットルバルブ１２の回転軸１２ａの近傍に配置され、スロットル開度に応じた開度信号ＴＡを出力する。また、吸気温センサ１７は、吸気管１１内の空気温度を検出し、その空気温度に応じた温度検出信号ＩＮＴを出力する。さらに、アクセル開度センサ１８は、車両の運転者によるアクセルペダルの踏み込み開度を検出して、アクセル踏み込み開度に応じてアクセル開度信号ＡＰを出力する。これらの開度検出信号ＴＡ，温度検出信号ＩＮＴ，及びアクセル開度信号ＡＰは、それぞれ電子スロットルＥＣＵ２０に入力される。
【００６９】
なお、図示していないが、エンジン１０には、吸入空気量、エンジン回転数、冷却水温度、アクセル開度等の情報に基づいて、目標とする出力トルクが得られるように、インジェクタから噴射する燃料噴射量や点火プラグによる点火タイミングを制御するエンジンＥＣＵが設けられている。このエンジンＥＣＵと電子スロットルＥＣＵ２０との間では、互いに必要な情報を通信により交換している。なお、電子スロットルＥＣＵ２０が、エンジンＥＣＵの機能をも備えるように構成することも可能である。
【００７０】
電子スロットルＥＣＵ２０は、上述した各センサからの検出信号を内蔵のＡ／Ｄ変換器を介して取り込む。この電子スロットルＥＣＵ２０は、公知のように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶されている電子スロットル制御用の各種ルーチンをＣＰＵで実行する。
【００７１】
具体的には、アクセル開度信号Ａｐに基づいて設定されるドライバ要求目標スロットル開度、トラクション制御中に設定されるトラクション目標スロットル開度、定速走行制御（クルーズコントロール）中に設定される定速走行目標スロットル開度の中から選択した目標スロットル開度と、ＩＳＣ目標スロットル開度（アイドル回転速度制御時の目標スロットル開度）とを加算して最終目標スロットル開度を設定する。そして、電子スロットルＥＣＵ２０は、スロットル開度センサ１６で検出したスロットル開度を最終目標スロットル開度に一致させるように、モータ駆動回路１５を介してスロットルバルブ１２のモータ１７をＰＩＤ制御等によりフィードバック制御する。
【００７２】
また、電子スロットルＥＣＵ２０には、第１及び第２の警告灯２１，２２が接続されており、これらの警告灯２１，２２を用いて、後述する氷結脱出処理中に、エンジンの始動が禁止されていることや、通常のエンジン制御とは異なるフェールセーフ処理が行われていることなどを車両の乗員に報知する。
【００７３】
さらに、電子スロットルＥＣＵ２０には車両に搭載されたバッテリからバッテリ電圧が供給されて動作するが、電子スロットルＥＣＵ２０はこのバッテリ電圧のレベルを検出する検出回路を備える。また、電子スロットルＥＣＵ２０は、エンジン１０を始動するスタータ２３に対して、エンジン１０の始動の禁止・許可を指示する始動制御信号ＳＴＡが出力されるように構成されている。
【００７４】
次に、図２（ａ），（ｂ）に基づいてスロットルバルブ１２の駆動機構の構成を説明する。スロットルバルブ１２の回動軸１２ａにはバルブレバー３０が連結固定され、このバルブレバー３０がオープナスプリング３１によってスロットルバルブ１２の開き側方向に付勢されている。このバルブレバー３０の開き側にオープナ３２が係合するように配置されている。このオープナ３２はリターンスプリング３３によってスロットルバルブ１２の閉じ側方向に付勢されている。リターンスプリング３３の引張力は、オープナスプリング３１の引張力よりも大きく設定されている。
【００７５】
通常制御時（モータ１４への駆動信号の通電時）には、アクセル開度信号ＡＰに応じてモータ１４を正転又は逆転させてスロットルバルブ１２の開度（スロットル開度）を調整する。そのときのスロットル開度がスロットル開度センサ１６によって検出される。この際、スロットル開度を開く場合には、モータ１４を正回転させて、図２（ａ）に示すように、バルブレバー３０がリターンスプリング３３の引張力に抗してオープナ３２を押しながら回転して、スロットルバルブ１２を開き側方向に駆動する。なお、図示していないが、バルブレバー３０あるいはオープナ３２のオープナスプリング３１側には、スロットル全開ストッパが設けられている。従って、バルブレバー３０あるいはオープナ３２がスロットル全開ストッパに当接すると、バルブレバー３０のそれ以上の回動が阻止される。
【００７６】
これとは反対に、スロットル開度を閉じる場合には、モータ１４を逆回転させてバルブレバー３０がオープナスプリング３１の引張力に抗しつつ回転して、スロットルバルブ１２を閉じ側方向に駆動する。スロットルバルブ１２を全閉位置（０ｄｅｇ）まで閉じたときには、バルブレバー３０がスロットル全閉ストッパ３４に当接して、それ以上の回動が阻止される。
【００７７】
一方、モータ１４への駆動信号の通電が行われていない時（駆動信号の通電遮断時）には、図２（ｂ）に示すように、リターンスプリング３３の引張力がオープナスプリング３１の引張力に打ち勝って、オープナ３２がオープナストッパ３５に当接した状態に保持される。この状態では、オープナ３２によりバルブレバー３０の位置（スロットル開度）がオープナストッパ３５で規制される所定開度（例えば約５〜１０ｄｅｇ）に保持される（以下、この開度を「初期開度」という）。
【００７８】
このように、スロットルバルブ１２は、その初期開度が、全閉位置ではなく所定開度に設定されるので、例えば、駐車したときの周囲温度が低く、スロットルバルブ１２に氷結が発生して固着した場合であっても、退避走行を行うための吸入空気量が確保できる。また、後述する氷結脱出処理時に、その初期開度から、閉じ側方向及び開き側方向に向けて、スロットルバルブ１２を駆動することも可能になる。
【００７９】
次に、本実施形態の特徴に係わる、電子スロットル制御装置における氷結脱出ための制御処理について説明する。この氷結脱出のための制御処理は、例えば、車両のイグニッションスイッチがアクセサリー（ＡＣＣ）位置に切り替えられて電子スロットルＥＣＵ２０に電源供給が開始されたときに実行される。
【００８０】
図３は、当該氷結脱出のための制御処理の全体の流れを示す状態遷移図である。図３に示すように、氷結脱出のための制御処理は、前提条件判定処理（Ｓ１）、制御前処理（Ｓ２）、氷結判定処理（Ｓ３）、氷結脱出判定処理を含む本制御処理（Ｓ４）、制御後処理（Ｓ５）、及びフェールセーフ処理（Ｓ５）から構成される。以下、各処理について詳しく説明する。
【００８１】
まず前提条件判定処理（Ｓ１）では、スロットルバルブ１２の周囲温度が、氷結の発生する可能性がある温度まで低下しているか否かを判定する。具体的には、スロットルバルブ１２の周囲温度と氷結閾値温度Ｔｉｃｅとを比較し、周囲温度が氷結閾値温度Ｔｉｃｅよりも低ければ、スロットルバルブ１２が氷結状態に陥る可能性があると判定し、制御前処理（Ｓ２）を実行する。これにより、氷結脱出のための制御処理を実行する必要があるか否かを簡便に判定することができる。
【００８２】
なお、スロットルバルブ１２の周囲温度としては、吸気温センサ１７によって検出されるエンジン１０の吸入空気温度を示す温度検出信号ＩＮＴを用いる。あるいは、エンジン１０の冷却水温度を用いても良い。これらの温度は、スロットルバルブ１２の周囲温度と相関関係を有し、さらに、エンジン制御に必要な情報であり、それらの温度を検出するセンサが既に備えられている場合が多いためである。
【００８３】
また、前提条件判定処理（Ｓ１）では、後述する本制御処理（Ｓ４）が実施済みであるか否かの判定も行う。この前提条件判定処理（Ｓ１）において、スロットルバルブ１２の周囲温度が氷結閾値温度Ｔｉｃｅ以上、もしくは本制御処理（Ｓ４）を実施して、氷結状態から脱出済みであると判定された場合には、上述した通常の電子スロットル制御Ｓ７を実施する。このときの駆動信号のデューティ比及びスロットル開度の変化を図１１のタイムチャートに示す。
【００８４】
図１１に示すように、モータ１４に与える駆動信号のデューティ比が０％、すなわち、モータ１４に駆動信号が通電されない場合、スロットル開度は初期開度位置に保持されている。この状態で、前提条件判定処理（Ｓ１）を行って、氷結が発生する可能性がないと判定されると、即座に通常の電子スロットル制御（Ｓ７）を開始する。この場合には、ドライバ要求目標スロットル開度とＩＳＣ目標スロットル開度とに基づいて、エンジン回転数が目標とするアイドル回転数となるように、駆動信号のデューティ比を決定して、スロットル開度を制御する。
【００８５】
一方、スロットルバルブ１２の周囲温度が氷結閾値温度Ｔｉｃｅよりも低く、かつ本制御処理（Ｓ４）が未実施であると判定された場合には、制御前処理（Ｓ２）を実施する。
【００８６】
制御前処理（Ｓ２）の詳細な処理内容を図４のフローチャートに示す。図４に示すように、まず、スロットルバルブ１２の駆動による車両への影響を抑制するために、ステップＳ１０においてエンジン１０の始動を抑制する抑制処理が実行される。具体的には、電子スロットルＥＣＵ２０が、制御信号ＳＴＡによりスタータ２３に対して始動禁止を指示することにより、エンジン１０の始動を抑制する。これにより、後述する本制御処理（Ｓ４）等において、スロットルバルブ１２を閉じ側及び開き側（もしくは氷結非発生側及び氷結発生側）に駆動しても、その開度変化による車両への影響を抑制できるようになる。
【００８７】
なお、エンジン１０の始動を抑制するための抑制処理は、スタータ２３に対するエンジン１０の始動禁止を指示することに限られない。例えば、上述した、エンジンＥＣＵに対して、点火処理の停止及び／又は燃料噴射処理の停止を指示するようにしても良い。このような処置によっても、エンジン１０の始動が禁止されて、スロットルバルブ１２の開度変化によってエンジン１０の出力が変動することを防止できる。
【００８８】
あるいは、スロットルバルブ１２の駆動による車両への影響を抑制するための抑制処理として、例えばクラッチ機構に対して、エンジン１０から車両の駆動輪への駆動力伝達を遮断するように指示したり、車両の制動装置に対して、スロットルバルブ１２の開度が変化してエンジン１０の出力トルクが変動しても車両を停止状態に維持可能な制動力を車両の各車輪に発生するように指示したりしても良い。これにより、車両の走行が防止された状態となるので、氷結脱出のための制御処理によって、車両が走行したり、走行状態が変化したりすることを防止できる。
【００８９】
ステップＳ１１では、エンジン１０の始動が抑制されていることを車両の乗員に報知するために、第１の警告灯２１を点灯する。これにより、乗員は、エンジン１０が始動できない状態であり、その原因が氷結脱出のための制御処理であることを認識することができる。
【００９０】
なお、エンジン１０の始動を禁止した場合には、車両の乗員に対して、エンジン１０の始動操作を待機するように、音声等によって指示を与える報知器を設けることが好ましい。これにより、車両の乗員はより明確に、エンジン１０の始動操作を待機すべき状態であることを認識することができる。また、車両の走行を防止する抑制処理を実施した際にも、警告灯や音声にて、その旨を乗員に報知することが好ましい。
【００９１】
次に、ステップＳ１２では、運転者によるアクセルペダルの操作に基づく、スロットルバルブ１２の駆動要求を無効化する。すなわち、アクセル開度センサ１８が検出する開度検出信号ＡＰに基づいて設定されるドライバ要求目標スロットル開度の算出を停止したり、そのドライバ要求目標スロットル開度を用いたフィードバック制御の実行を停止する。これにより、後述する本制御処理（Ｓ４）等におけるスロットルバルブ１２の駆動中に、運転者によるスロットルバルブ１２の駆動要求が干渉して、氷結状態からの脱出性が低下することを防止できる。
【００９２】
ステップＳ１３では、制御前処理（Ｓ２）が終了したことを、例えばフラグ等を用いて記憶しておく。
【００９３】
制御前処理（Ｓ２）が終了すると、次に、氷結判定処理（Ｓ３）が実行される。この氷結判定処理（Ｓ３）は、スロットルバルブ１２の初期開度から、実際にスロットルバルブ１２が閉じ側及び開き側に移動するようにモータ１４に駆動力を発生させる。このスロットルバルブ１２の駆動時における開度をスロットル開度センサ１６によって検出し、その検出した開度に基づいて、閉じ側及び開き側のそれぞれにおける氷結の発生を判定する。このように、スロットルバルブ１２を実際に駆動することにより、スロットルバルブ１２に対する氷結の発生状態を、閉じ側と開き側とで個別に、かつ確実に判定することができる。
【００９４】
この氷結判定処理（Ｓ３）の詳細な処理内容を図５のフローチャートに示す。図５において、まずステップＳ２０では、スロットルバルブ１２の開き側での氷結発生のチェックが終了しているか否かを判定する。開き側での氷結判定チェックが終了していない場合には、ステップＳ２１に進み、終了している場合には、ステップＳ３１に進む。
【００９５】
ステップＳ２１では、初期開度位置から開き側にスロットルバルブ１２を駆動するために、モータ１４に与える開き側駆動信号のデューティ比を設定する。モータ１４は、このデューティ比に応じた駆動力を発生して、スロットルバルブ１２を駆動する。そのため、スロットルバルブ１２の駆動系の耐久性等を考慮し、十分に小さいデューティ比を設定することが望ましい。
【００９６】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１にて設定されたデューティ比の開き側駆動信号をモータ１４に出力する。そしてステップＳ２３では、スロットルバルブ１２の開度を示す開度検出信号ＴＡが、開き側における氷結判定閾値に相当する所定開度以上となったか否かを判定する。このステップＳ２３において、開度検出信号ＴＡが所定開度以上と判定された場合には、開き側に氷結は発生していないとみなして、ステップＳ２４において、スロットルバルブ１２を開き側に駆動するための開き側駆動信号の出力を停止する。
【００９７】
なお、ステップＳ２２では、スロットルバルブ１２が全開ストッパに衝突しないように、開き側におけるスロットルバルブ１２の駆動範囲を決定し、スロットルバルブ１２がその駆動範囲において駆動されるようにモータ１４に駆動力を発生させる。そして、上述した氷結判定閾値は、開き側におけるスロットルバルブ１２の駆動範囲の上限以下に設定される。
【００９８】
一方、ステップＳ２３において、開度検出信号ＴＡが所定開度未満と判定された場合には、ステップＳ２５に進んで、カウンタＴ１のカウント値をインクリメントする。そして、ステップＳ２６おいて、カウンタＴ１のカウント値が所定時間に相当する所定値Ｔｏｕｔ１よりも大きくなったか否かを判定する。ステップＳ２６にて、カウンタＴ１のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ１よりも小さいと判定された場合には、そのまま処理を終了するが、所定時間ごとに実行される氷結判定処理（Ｓ３）が、次に起動されたとき、ステップＳ２３の判定が再度行われることになる。
【００９９】
従って、上述したステップＳ２３，Ｓ２５及びＳ２６の処理により、所定値Ｔｏｕｔ１に相当する所定時間が経過するまでに、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが、開き側における氷結判定閾値以上となったか否かが判定され続けられる。
【０１００】
ステップＳ２６において、カウンタＴ１のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ１よりも大きいと判定された場合には、ステップＳ２７に進む。この場合、所定時間が経過するまでに、スロットルバルブ１２の開度が氷結判定閾値に相当する開度に達しなかったので、スロットルバルブ１２の開き側には氷結が発生していると考えられる。従って、ステップＳ２７において、スロットル開度センサ１６によって検出されている開度検出信号ＴＡを開き側限界位置として記憶する。その後、ステップＳ２８にて開き側駆動信号の出力を停止し、ステップＳ２９にて、スロットルバルブ１２の開き側に氷結が発生している旨の判定結果を記憶する。
【０１０１】
ステップＳ２４において開き側駆動信号の出力が停止された後、もしくは、ステップＳ２９にて開き側氷結判定がなされた後、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、開き側の氷結発生チェックが終了したことを記憶して処理を終了する。
【０１０２】
その後、氷結判定処理（Ｓ３）が再び起動されて、ステップＳ２０の処理が実行されると、開き側の氷結発生チェックは終了したと判定されて、ステップＳ３１の閉じ側の氷結発生チェックが終了したか否かが判定される。閉じ側の氷結発生チェックがまだ終了していない場合には、ステップＳ３２〜ステップＳ４１の処理を実施することにより、スロットルバルブ１２の閉じ側に氷結が発生しているか否かを判定する。なお、ステップＳ３２〜Ｓ４１の処理は、ほぼ開き側の氷結発生を判定するための処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１０３】
スロットルバルブ１２の開き側及び閉じ側の両側において、氷結発生チェックが終了した場合には、ステップＳ４２の処理が実行され、氷結判定処理（Ｓ３）が終了したことが記憶される。
【０１０４】
図１２に、氷結判定処理（Ｓ３）が実施された際の、駆動信号のデューティ比及びスロットル開度の変化の一例を示す。なお、図１２に示す例では、スロットルバルブ１２の開き側及び閉じ側のいずれにも氷結が発生していないことを前提としている。
【０１０５】
図１２に示すように、スロットルバルブ１２は、まず初期開度位置から開き側に向けて駆動される。このとき、モータ１４に対する開き側駆動信号のデューティ比は、比較的小さい値に設定される。つまり、氷結判定処理（Ｓ３）では、は、氷結を排除するためではなく、氷結が発生しているかを確認するためにスロットルバルブ１２を駆動する。そのため、モータ１４に大きな駆動力を発生させる必要はなく、少なくともスロットルバルブ１２を開き側及び閉じ側に向かって移動させるに足る所定の駆動力を発生させれば十分である。このようにスロットルバルブ１２を閉じ側及び開き側に移動させれば、所定以上の強度を持つ氷結を検出することができる。さらに、デューティ比を小さく設定することにより、スロットルバルブ１２の駆動系の保護及び、モータ１４の消費電力の低減を図ることもできる。
【０１０６】
開き側駆動信号によってモータ１４が発生する駆動力により、スロットルバルブ１２の開度が開き側の氷結判定閾値に相当する開度に達すると、氷結は発生していないとみなされて、開き側駆動信号の出力が停止される。その後、閉じ側における氷結の発生を判定するために、スロットルバルブ１２を閉じ側に向けて駆動するための閉じ側駆動信号がモータ１４に出力される。
【０１０７】
そして、この駆動によって、スロットルバルブ１２の開度が、全閉ストッパ位置の近傍に設定された閉じ側の氷結判定閾値に相当する開度に達すると、氷結は発生していないとみなされ、閉じ側への駆動のための閉じ側駆動信号の出力が停止される。スロットルバルブ１２の両側において氷結の発生がないことが確認されると、上述した電子スロットル制御（Ｓ７）が実行される。
【０１０８】
上述した氷結判定処理（Ｓ３）では、全閉ストッパ位置及び全開ストッパ位置によって規定されるスロットルバルブの可動範囲において、スロットルバルブ１２が全閉ストッパ及び全開ストッパに衝突しないように、スロットルバルブ１２を駆動する。このため、氷結判定処理（Ｓ３）におけるスロットルバルブ１２の駆動によって、スロットルバルブ１２と全閉ストッパ及び全開ストッパと衝突することを防止でき、スロットルバルブ１２の駆動系の保護を図ることができる。
【０１０９】
なお、全閉ストッパ位置及び全開ストッパ位置によって規定されるスロットルバルブ１２の可動範囲は、スロットルバルブ１２の初期開度位置に基づいて推定できる。すなわち、スロットルバルブ１２の初期開度位置は、上述したように、予め所定の開度位置に設定されているので、また全閉ストッパ位置及び全開ストッパ位置を初期開度位置に基づいて推定することができる。
【０１１０】
上述した氷結判定処理（Ｓ３）によってスロットルバルブ１２の開き側と閉じ側との少なくとも一方に氷結が発生していると判定された場合には、本制御処理（Ｓ４）が実行される。この本制御処理（Ｓ４）を、図６〜図９のフローチャートを用いて説明する。
【０１１１】
図６のフローチャートに示す処理は、スロットルバルブ１２における氷結発生の態様を区分けし、各氷結発生態様に適したスロットルバルブ１２の駆動処理を実施するためになされる。
【０１１２】
まず、ステップＳ５０では、スロットルバルブ１２の開き側に氷結が発生していると判定されたか否かを判別する。このステップＳ５０にて、開き側において氷結発生判定ありと判別されると、ステップＳ５１に進む。ステップＳ５１では、スロットルバルブ１２の閉じ側において氷結発生判定がなされたか否かを判別する。
【０１１３】
ステップＳ５１にて、閉じ側において氷結発生判定ありと判別されると、スロットルバルブ１２の両側に氷結が発生していることになるので、ステップＳ５２において、開閉両方向氷結時の駆動処理を実行する。この開閉両方向氷結時の駆動処理は、後に、図７のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【０１１４】
一方、ステップＳ５１にて、閉じ側において氷結発生判定なしと判別されると、スロットルバルブ１２の開き側のみに氷結が発生していることになるので、ステップＳ５３において、開方向氷結時の駆動処理を実行する。この開方向氷結時の駆動処理は、後に、図９のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【０１１５】
また、ステップＳ５０にて、開き側において氷結発生判定なしと判別された場合には、ステップＳ５４において、スロットルバルブ１２の閉じ側において氷結発生ありと判定がなされたか否かを判別する。ステップＳ５４にて、閉じ側において氷結発生判定ありと判別されると、スロットルバルブ１２の閉じ側のみに氷結が発生していることになるので、ステップＳ５５において、閉方向氷結時の駆動処理を実行する。この閉方向氷結時の駆動処理は、後に、図８のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【０１１６】
まず、図７のフローチャートに基づいて、開閉両方向氷結時の駆動処理について説明する。
【０１１７】
図７のステップＳ６０では、スロットルバルブ１２を開き側に駆動する際に、モータ１４に与える開き側駆動信号のデューティ比を算出する。このデューティ比の算出においては、氷結判定処理（Ｓ３）時に記憶された開き側限界位置と、全開ストッパ位置との差から、氷結している氷の大きさを推定する。そして、推定される氷の大きさが大きくなるほど、強い駆動力でスロットルバルブ１２を駆動するように、モータ１４に対する開き側駆動信号のデューティ比を算出する。
【０１１８】
さらに、バッテリからの電圧に基づいて、その開き側駆動信号のデューティ比を補正する。すなわち、バッテリ電圧が変動することによって、同じデューティ比の開き側駆動信号をモータ１４に与えても、モータ１４が発生する駆動力が変動する。このため、バッテリ電圧の変動によらずモータ１４によって狙いとする駆動力が発生されるように、バッテリ電圧に基づいて開き側駆動信号のデューティ比を補正する。なお、バッテリ電圧に基づいて、開き側駆動信号のデューティ比ではなく、周期を補正することで、狙いとする駆動力を発生させることも可能である。
【０１１９】
ステップＳ６１では、まず、スロットルバルブ１２を閉じ側に駆動するための駆動力をモータ１４に発生させる。これは、少なくとも減速機構１３における歯車のクリアランス分だけ、モータ１４を逆回転させるために行うものである。すなわち、スロットルバルブ１２が実際に移動するか否かは問わないため、所定のデューティ比の閉じ側駆動信号によってモータ１４を逆回転駆動させる。ただし、閉じ側の氷の大きさやバッテリ電圧に応じたデューティ比の閉じ側駆動信号を与えても良いことはもちろんである。
【０１２０】
ステップＳ６２では、モータ１４の逆回転駆動が所定値Ｔｏｕｔ３に相当する所定時間だけ行われたか否かを、カウンタＴ３のカウント値と所定値Ｔｏｕｔ３とを比較することによって判定する。すなわち、この所定時間は、モータ１４が少なくとも歯車のクリアランス分だけ回転するのに必要な時間に基づいて設定される。
【０１２１】
このステップＳ６２において、カウンタＴ３のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ３以下と判定された場合には、ステップＳ６３にて、カウンタＴ３のカウント値をインクリメントして、一旦処理を終了する。その後、所定時間毎に開閉両方向氷結時の駆動処理が起動されることにより、ステップＳ６２において、カウンタＴ３のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ３よりも大きいと判定される。この判定により、ステップＳ６４に進んで、ステップＳ６０にて算出したデューティ比の開き側駆動信号をモータ１４に出力する。
【０１２２】
上述したように、スロットルバルブ１２の開き側と閉じ側の両側に氷結が発生した場合には、一旦、モータ１４にスロットルバルブ１２を閉じる方向に駆動力を発生させて、少なくとも減速機構１３における歯車のクリアランス分だけモータ１４を回転させ、その後、モータ１４にスロットルバルブ１２を開く方向に駆動力を発生させる。これにより、開き側に向かって少なくとも歯車のクリアランス分だけモータ１４が回転する間に、モータ１４を加速することができる。このため、歯車のクリアランス分だけモータ１４が回転したときに、モータ１４から減速機構１３を介してスロットルバルブ１２に作用する駆動力を高めることができる。その結果、開き側におけるスロットルバルブ１２の氷結状態からの脱出性を向上することができる。
【０１２３】
また、スロットルバルブ１２を開き側に駆動した場合、閉じ側に駆動した場合とは異なり、スロットルバルブ１２と吸気管１１との間に氷を噛み込むことが少ないため、氷結状態からの脱出が比較的容易である。そのため、特にスロットルバルブ１２の両側に氷結状態が発生した場合には、一旦、スロットルバルブ１２を閉じ側に駆動した後に、開き側に向かって駆動することが、開閉両方向の氷結状態からの脱出性を高める上で有効である。
【０１２４】
なお、ステップＳ６４では、スロットルバルブ１２が全開ストッパに衝突しないように、開き側におけるスロットルバルブ１２の駆動範囲を決定し、スロットルバルブ１２がその駆動範囲において駆動されるようにモータ１４に駆動力を発生させる。
【０１２５】
ステップＳ６５では、スロットルバルブ１２の開度を示す開度検出信号ＴＡが、開き側における氷結状態からの脱出を判定するための脱出判定閾値に相当する所定開度以上となったか否かを判定する。この脱出判定閾値は、上述したスロットルバルブ１２の開き側駆動範囲の最大値以下に設定される。
【０１２６】
このステップＳ６５において、開度検出信号ＴＡが所定開度以上と判定された場合には、開き側の氷結は除去され、スロットルバルブ１２は氷結状態から脱出したとみなすことができる。このため、ステップＳ６６において、即座に、スロットルバルブ１２を開き側に駆動するための開き側駆動信号の出力を停止する。そして、ステップＳ６７において、スロットルバルブ１２は開き側の氷結状態から脱出できた旨の判定結果を記憶する。この開き側の氷結状態からの脱出により、氷結状態の態様は、開閉両方向氷結状態から閉方向氷結状態に変化する。従って、引き続き図８に示す閉方向氷結時の駆動処理が実行されることになる。
【０１２７】
このように、氷結脱出のための本制御処理（Ｓ４）が実施されたときに、スロットル開度センサ１６によって検出される開度ＴＡに基づいて、氷結状態からの脱出の成否を判定するので、適切なタイミングで氷結脱出ための駆動信号の出力を終了させることができる。
【０１２８】
一方、ステップＳ６５において、開度検出信号ＴＡが所定開度未満と判定された場合には、ステップＳ６８に進んで、カウンタＴ４のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ４よりも大きいか否かを判定する。このステップＳ６８にて、カウンタＴ４のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ４以下と判定された場合には、ステップＳ６９にて、カウンタＴ４のカウント値をインクリメントして、一旦処理を終了する。その後、所定時間毎に、図７に示す開閉両方向氷結時の駆動処理が起動されることにより、ステップＳ６８において、カウンタＴ４のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ４よりも大きいと判定されるようになる。
【０１２９】
従って、上述したステップＳ６５，Ｓ６８及びＳ６９の処理により、所定値Ｔｏｕｔ４に相当する所定時間が経過するまで、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが、開き側における氷結状態からの脱出を判定するための開き側脱出判定閾値以上となったか否かが判定され続けられる。
【０１３０】
ステップＳ６８にてカウンタＴ４のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ４よりも大きいと判定された場合には、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが脱出判定閾値に達することなく所定時間が経過したため、氷結状態からの脱出に失敗したとみなす。この場合、カウンタＴ４のカウント値をクリアするとともに、ステップＳ７０に進む。ステップＳ７０では、氷結脱出のための駆動処理の実行回数をカウントする実行回数カウンタＫＴ１のカウント値が所定値Ｋｏｕｔ１よりも大きいか否かを判定する。このステップＳ７０にて、実行回数カウンタＫＴ１のカウント値が所定値Ｋｏｕｔ１以下と判定された場合には、ステップＳ７１に進んで、実行回数カウンタＫＴ１のカウント値をインクリメントして、一旦処理を終了する。
【０１３１】
上述した実行回数カウンタＫＴ１を設けたことにより、開き側の氷結状態からの脱出に失敗したとみなされる場合に、所望の回数だけ、開き側氷結状態からの脱出のためのスロットルバルブ駆動処理を繰り返すことができる。このように、氷結状態から脱出するための駆動処理を繰り返し実行することで、氷結状態からの脱出性を向上することができる。
【０１３２】
ただし、実行回数カウンタＫＴ１のカウント値が所定値Ｋｏｕｔ１より大きくなった場合には、ステップＳ７２に進んで、スロットルバルブ１２を開き側へ駆動するための開き側駆動信号の出力を停止する。これにより、エンジン１０の始動禁止状態や車両の走行不能状態が長期間にわたることを防止することができるとともに、スロットルバルブ１２の駆動系に過剰な負担がかかることを防止することができる。
【０１３３】
そして、ステップＳ７３では、スロットルバルブ１２は開き側の氷結状態から脱出不可能である旨の判定結果を記憶し、ステップＳ７４では、本制御処理（Ｓ４）が終了した旨を記憶する。
【０１３４】
次に、図８のフローチャートに基づいて、閉方向氷結時の駆動処理について説明する。この閉方向氷結時の駆動処理は、スロットルバルブ１２の閉じ側にのみ氷結が発生している場合に実行される。さらに、スロットルバルブ１２の開き側と閉じ側との両方に氷結が発生した場合であって、上述した図７に示す処理によって開き側の氷結状態からの脱出が成功したときに、図７の処理に引き続いて実行される。
【０１３５】
まず、ステップＳ８０では、スロットルバルブ１２を閉じ側に駆動する際に、モータ１４に与える閉じ側駆動信号のデューティ比を算出する。このデューティ比の算出は、上述した開き側への駆動のための開き側駆動信号のデューティ比の算出と同様に、全閉ストッパ位置と閉じ側限界位置とから推定される氷の大きさと、バッテリ電圧に基づいて算出される。
【０１３６】
ステップＳ８１では、スロットルバルブ１２を開き側に駆動するための開き側駆動信号をモータ１４に与える。この開き側駆動信号によりモータ１４が発生する駆動力によって、スロットルバルブ１２が開き側へ駆動される。なお、図７の処理の後に図８の処理を実行する場合には、スロットルバルブ１２は既に開き側に駆動されているため、本ステップは省略される。また、この開き側への駆動時には、一定のデューティ比の開き側駆動信号をモータ１４に与えても良いし、開き側の氷の大きさやバッテリ電圧に応じたデューティ比の開き側駆動信号を与えても良い。
【０１３７】
ステップＳ８２では、スロットルバルブ１２の開度を示す開度検出信号ＴＡが、スロットルバルブ１２を加速させるために必要な所定開度以上であるか否かを判定する。このステップＳ８２において、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが所定開度以上と判定されると、ステップＳ８３に進み、所定開度未満と判定されると、一旦処理を終了する。しかし、所定時間毎に、図８に示す閉方向氷結時の駆動処理が起動されることにより、ステップ８２においてスロットルバルブ１２の開度ＴＡは所定開度以上と判定されることになる。
【０１３８】
ステップＳ８３では、ステップＳ８０にて算出したデューティ比の閉じ側駆動信号をモータ１４に出力して、モータ１４を逆回転させ、スロットルバルブ１２を閉じ側に駆動する。このように、一旦、スロットルバルブ１２を開き側の所定開度以上の開度まで駆動してから、氷結が発生している閉じ側へ向けて駆動するようにすると、モータ１４の駆動力によってスロットルバルブ１２の速度を高めた状態で、閉じ側の氷と衝突させることができる。この結果、スロットルバルブ１２が氷に衝突する際の衝撃力を強めることができるので、氷を除去しやすくなり、氷結状態からの脱出性を向上することができる。
【０１３９】
なお、ステップＳ８３では、スロットルバルブ１２が全閉ストッパに衝突しないように、閉じ側におけるスロットルバルブ１２の駆動範囲を決定し、スロットルバルブ１２がその駆動範囲において駆動されるようにモータ１４に駆動力を発生させる。
【０１４０】
ステップＳ８４では、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが、閉じ側における氷結状態からの脱出を判定するための脱出判定閾値に相当する所定開度に達したか否かを判定する。この閉じ側の脱出判定閾値は、上述したスロットルバルブ１２の閉じ側駆動範囲の最大値以下に設定される。
【０１４１】
このステップＳ８４において、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが閉じ側脱出判定閾値に相当する開度に達したと判定された場合には、閉じ側の氷結は除去され、スロットルバルブ１２は閉じ側の氷結状態から脱出したとみなすことができる。このため、ステップＳ８５において、即座に、スロットルバルブ１２を閉じ側に駆動するための駆動信号の出力を停止する。そして、ステップＳ８６において、スロットルバルブ１２の閉じ側において氷結状態から脱出できた旨の判定結果を記憶する。このように、スロットル開度センサ１６によって検出される開度ＴＡに基づいて、氷結状態からの脱出の成否を判定するので、適切なタイミングで氷結脱出ための閉じ側駆動信号の出力を終了させることができる。
【０１４２】
一方、ステップＳ８４において、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが閉じ側脱出判定閾値に相当する開度に達していないと判定された場合には、ステップＳ８７に進んで、カウンタＴ６のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ６よりも大きいか否かを判定する。このステップＳ８７にて、カウンタＴ６のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ６以下と判定された場合には、ステップＳ８８にて、カウンタＴ６のカウント値をインクリメントして、一旦処理を終了する。その後、所定時間毎に、図８に示す開閉両方向氷結時の駆動処理が起動されることにより、ステップＳ８７において、カウンタＴ６のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ６よりも大きいと判定されるようになる。
【０１４３】
従って、上述したステップＳ８７及びＳ８８の処理により、所定値Ｔｏｕｔ６に相当する所定時間が経過するまで、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが、閉じ側における脱出判定閾値に相当する開度に達したか否かの判定が継続される。
【０１４４】
ステップＳ８７にてカウンタＴ６のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ６よりも大きいと判定された場合には、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが閉じ側脱出判定閾値に達することなく所定時間が経過したため、閉じ側氷結状態からの脱出に失敗したとみなす。この場合、カウンタＴ６のカウント値をクリアするとともに、ステップＳ８９に進む。ステップＳ８９では、閉方向氷結時の駆動処理の実行回数をカウントする実行回数カウンタＫＴ３のカウント値が所定値Ｋｏｕｔ３よりも大きいか否かを判定する。このステップＳ８９にて、実行回数カウンタＫＴ３のカウント値が所定値Ｋｏｕｔ３以下と判定された場合には、ステップＳ９０に進んで、実行回数カウンタＫＴ３のカウント値をインクリメントして、一旦処理を終了する。
【０１４５】
このように、閉方向氷結時の駆動処理においても実行回数カウンタＫＴ３を設けているので、閉じ側の氷結状態からの脱出に失敗しても、所望の回数だけ、閉方向氷結時の駆動処理を繰り返すことができる。
【０１４６】
ただし、実行回数カウンタＫＴ３のカウント値が所定値Ｋｏｕｔ３より大きくなった場合には、ステップＳ９１に進んで、スロットルバルブ１２を閉じ側へ駆動するための閉じ側駆動信号の出力を停止する。さらに、ステップＳ９２では、スロットルバルブ１２は閉じ側の氷結状態から脱出不可能である旨の判定結果を記憶する。
【０１４７】
ステップＳ８６にて、閉じ側の氷結状態からの脱出に成功したと判定されるか、またはステップＳ９２にて、閉じ側の氷結状態から脱出不可能と判定されると、ステップＳ９３に進んで、本制御処理（Ｓ４）は終了した旨を記憶する。
【０１４８】
図１３に、開閉両方向氷結時の駆動処理が実施された際の、駆動信号のデューティ比及びスロットル開度の変化の一例を示す。なお、図１３は、スロットルバルブ１２の開き側の氷結状態からは、初回のスロットルバルブ１２の駆動によって脱出でき、閉じ側の氷結状態からは、２回目のスロットルバルブ１２の駆動によって脱出できた例を示している。
【０１４９】
図１３に示すように、開閉両方向氷結時の駆動処理の場合、所定時間Ｔｏｕｔ３だけ、スロットルバルブ１２を閉じ側に駆動するための駆動信号をモータ１４に与えることにより、モータ１４が、一旦、少なくとも減速機構１３における歯車のクリアランス分だけ逆回転され、その後に、正回転駆動される。これにより、モータ１４は、正回転駆動時に歯車のクリアランス分だけ加速できるので、スロットルバルブ１２の開き側に向かってスロットルバルブ１２に作用する駆動力を高めることができる。その結果、図１３に示す例では、スロットルバルブ１２の開き側の氷結が初回の駆動で除去されている。
【０１５０】
モータ１４が発生する駆動力により、スロットルバルブ１２の開度が開き側の氷結脱出判定閾値に相当する開度に達すると、氷結状態から脱出できたとみなして、開き側への駆動のための開き側駆動信号の出力を停止する。その後、引き続き図８に示す処理が実行されて、閉じ側における氷結を除去するために、スロットルバルブ１２を閉じ側に向けて駆動するための駆動信号がモータ１４に出力される。
【０１５１】
この際、スロットルバルブ１２は閉じ側の氷に達するまでに、モータ１４の駆動力によって十分に加速され、氷に対して強い衝撃を与えることができる。このようにして、閉じ側の氷結状態からの脱出性も向上できる。
【０１５２】
なお、上述した駆動処理においても、スロットルバルブ１２は全閉ストッパ及び全開ストッパに衝突しないように駆動範囲を定め、その駆動範囲内で駆動される。このため、スロットルバルブ１２と全閉ストッパ及び全開ストッパと衝突することを防止でき、スロットルバルブ１２の駆動系の保護を図ることができる。特に、氷結状態からの脱出のための駆動処理は、相対的に高い駆動力をモータ１４に発生させる場合があるので、全閉及び全開ストッパに衝突しないようにスロットルバルブ１２の駆動範囲を設定することが有効である。
【０１５３】
また、氷結状態からの脱出を判定するための脱出判定閾値は、上述したスロットルバルブ１２の駆動範囲内に設定され、かつスロットルバルブ１２の開度がその脱出判定閾値に達したと判定したときに、駆動信号の出力を停止しているので、より確実に、スロットルバルブ１２が、全閉あるいは全開ストッパに衝突することを防止できる。
【０１５４】
図１４は、閉方向氷結時の駆動処理が実施された際の、駆動信号のデューティ比及びスロットル開度の変化の一例を示す。なお、図１４は、２回目のスロットルバルブ１２の駆動によって、閉じ側の氷結状態から脱出できた例を示している。
【０１５５】
図１４に示すように、氷結判定処理（Ｓ３）において、開き側及び閉じ側にスロットルバルブ１２を駆動したときに、スロットルバルブ１２の開度が、開き側の氷結判定閾値に相当する開度には達したが、閉じ側の氷結判定閾値に相当する開度に達しない場合、閉じ側のみに氷結が発生していると判定される。この場合、本制御処理（Ｓ４）において、上述した図８に示す閉方向氷結時の駆動処理が実行される。
【０１５６】
すなわち、まず、スロットルバルブ１２を氷結の発生していない開き側に駆動して、スロットルバルブ１２の開度を、十分にスロットルバルブ１２を加速できる所定開度まで開く。その後、スロットルバルブ１２を閉じ側に向けて駆動することにより、スロットルバルブ１２を閉じ側の氷に衝突させる。このような駆動処理によって、閉じ側の氷が除去されて、スロットルバルブ１２の開度が、氷結状態からの脱出判定閾値に相当する開度に達すると、氷結状態からの脱出に成功したと判定される。
【０１５７】
次に、図９のフローチャートに基づいて、開方向氷結時の駆動処理について説明する。この開方向氷結時の駆動処理は、スロットルバルブ１２の開き側にのみ氷結が発生している場合に実行される。
【０１５８】
まず、ステップＳ１００では、スロットルバルブ１２を開き側に駆動する際に、モータ１４に与える開き側駆動信号のデューティ比を算出する。このデューティ比の算出は、全開ストッパ位置と開き側限界位置とから推定される氷の大きさと、バッテリ電圧に基づいて算出される。
【０１５９】
ステップＳ１０１では、スロットルバルブ１２を閉じ側に駆動するための閉じ側駆動信号をモータ１４に与える。この閉じ側駆動信号によりモータ１４が発生する逆回転方向の駆動力によって、スロットルバルブ１２が閉じ側へ駆動される。この閉じ側への駆動時には、一定のデューティ比の閉じ側駆動信号をモータ１４に与えても良いし、バッテリ電圧に応じたデューティ比の閉じ側駆動信号を与えても良い。
【０１６０】
ステップＳ１０２では、スロットルバルブ１２の開度を示す開度検出信号ＴＡが、スロットルバルブ１２を開き側の氷に向けて加速させるために必要な所定開度に達したか否かを判定する。このステップＳ１０２において、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが所定開度に達したと判定されると、ステップＳ１０３に進み、所定開度に未達と判定されると、一旦処理を終了する。しかし、所定時間毎に、図９に示す開方向氷結時の駆動処理が起動されることにより、ステップ１０２においてスロットルバルブ１２の開度ＴＡは所定開度に達することになる。
【０１６１】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１００にて算出したデューティ比の開き側駆動信号をモータ１４に出力して、モータ１４を正回転させ、スロットルバルブ１２を開き側に駆動する。このように、一旦、スロットルバルブ１２を閉じ側の所定開度まで駆動してから、氷結が発生している開き側へ向けて駆動するようにすると、モータ１４の駆動力によってスロットルバルブ１２の速度を高めた状態で、開き側の氷と衝突させることができる。この結果、スロットルバルブ１２が氷に衝突する際の衝撃力を強めることができるので、氷を除去しやすくなり、氷結状態からの脱出性を向上することができる。
【０１６２】
なお、ステップＳ１０３では、スロットルバルブ１２が全開ストッパに衝突しないように、開き側におけるスロットルバルブ１２の駆動範囲を決定し、スロットルバルブ１２がその駆動範囲において駆動されるようにモータ１４に駆動力を発生させる。
【０１６３】
ステップＳ１０４では、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが、開き側における氷結状態からの脱出を判定するための脱出判定閾値に相当する所定開度に達したか否かを判定する。この開き側の脱出判定閾値は、上述したスロットルバルブ１２の開き側駆動範囲の最大値以下に設定される。
【０１６４】
このステップＳ１０４において、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが開き側脱出判定閾値に相当する開度に達したと判定された場合には、閉じ側の氷結は除去され、スロットルバルブ１２は閉じ側の氷結状態から脱出したとみなすことができる。このため、ステップＳ１０５において、即座に、スロットルバルブ１２を開き側に駆動するための駆動信号の出力を停止する。そして、ステップＳ１０６において、スロットルバルブ１２の開き側において氷結状態から脱出できた旨の判定結果を記憶する。このように、スロットル開度センサ１６によって検出される開度ＴＡに基づいて、氷結状態からの脱出の成否を判定するので、適切なタイミングで氷結脱出ための開き側駆動信号の出力を終了させることができる。
【０１６５】
一方、ステップＳ１０４において、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが開き側脱出判定閾値に相当する開度に達していないと判定された場合には、ステップＳ１０７に進んで、カウンタＴ５のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ５よりも大きいか否かを判定する。このステップＳ１０７にて、カウンタＴ５のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ５以下と判定された場合には、ステップＳ１０８にて、カウンタＴ５のカウント値をインクリメントして、一旦処理を終了する。その後、所定時間毎に、図９に示す開閉両方向氷結時の駆動処理が起動されることにより、ステップＳ１０７において、カウンタＴ５のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ５よりも大きいと判定されるようになる。
【０１６６】
従って、上述したステップＳ１０７及びＳ１０８の処理により、所定値Ｔｏｕｔ５に相当する所定時間が経過するまで、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが、開き側における脱出判定閾値に相当する開度に達したか否かの判定が継続される。
【０１６７】
ステップＳ１０７にてカウンタＴ５のカウント値が所定値Ｔｏｕｔ５よりも大きいと判定された場合には、スロットルバルブ１２の開度ＴＡが閉じ側脱出判定閾値に達することなく所定時間が経過したため、閉じ側氷結状態からの脱出に失敗したとみなす。この場合、カウンタＴ５のカウント値をクリアするとともに、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、開方向氷結時の駆動処理の実行回数をカウントする実行回数カウンタＫＴ２のカウント値が所定値Ｋｏｕｔ２よりも大きいか否かを判定する。このステップＳ１０９にて、実行回数カウンタＫＴ２のカウント値が所定値Ｋｏｕｔ２以下と判定された場合には、ステップＳ１１０に進んで、実行回数カウンタＫＴ２のカウント値をインクリメントして、一旦処理を終了する。
【０１６８】
このように、開方向氷結時の駆動処理においても実行回数カウンタＫＴ２を設けているので、開き側の氷結状態からの脱出に失敗しても、所望の回数だけ、開方向氷結時の駆動処理を繰り返すことができる。
【０１６９】
ただし、実行回数カウンタＫＴ２のカウント値が所定値Ｋｏｕｔ２より大きくなった場合には、ステップＳ１１１に進んで、スロットルバルブ１２を開き側へ駆動するための開き側駆動信号の出力を停止する。さらに、ステップＳ１１２では、スロットルバルブ１２は開き側の氷結状態から脱出不可能である旨の判定結果を記憶する。
【０１７０】
ステップＳ１０６にて、開き側の氷結状態からの脱出に成功したと判定されるか、またはステップＳ１１２にて、開き側の氷結状態から脱出不可能と判定されると、ステップＳ１１３に進んで、本制御処理（Ｓ４）は終了した旨を記憶する。
【０１７１】
図１５は、開方向氷結時の駆動処理が実施された際の、駆動信号のデューティ比及びスロットル開度の変化の一例を示す。なお、図１５は、初回のスロットルバルブ１２の駆動によって、開き側の氷結状態から脱出できた例を示している。
【０１７２】
図１５に示すように、氷結判定処理（Ｓ３）において、開き側及び閉じ側にスロットルバルブ１２を駆動したときに、スロットルバルブ１２の開度が、開き側の氷結判定閾値に相当する開度には達しないが、閉じ側の氷結判定閾値に相当する開度に達した場合、開き側のみに氷結が発生していると判定される。この場合、本制御処理（Ｓ４）において、上述した図９に示す開方向氷結時の駆動処理が実行される。
【０１７３】
すなわち、まず、スロットルバルブ１２を氷結の発生していない閉じ側に駆動して、スロットルバルブ１２の開度を、十分にスロットルバルブ１２を加速できる所定開度まで開く。なお、図１５に示すように、本制御処理（Ｓ４）を氷結判定処理（Ｓ３）に引き続いて実施する場合、氷結判定処理（Ｓ３）による閉じ側へのスロットルバルブ１２の駆動を、上述したステップＳ１０１の駆動として利用しても良い。
【０１７４】
その後、スロットルバルブ１２を開き側に向けて駆動することにより、スロットルバルブ１２を開き側の氷に衝突させる。このような駆動処理によって、開き側の氷が除去されて、スロットルバルブ１２の開度が、氷結状態からの脱出判定閾値に相当する開度に達すると、氷結状態からの脱出に成功したと判定される。
【０１７５】
上述した本制御処理（Ｓ４）が終了すると、次に制御後処理（Ｓ５）が実行される。制御後処理（Ｓ５）の詳細な処理内容を図１０のフローチャートに示す。図１０に示すように、まず、スロットルバルブ１２の駆動による車両への影響を抑制するために、ステップＳ１２０においてエンジン１０の始動を抑制する抑制処理が解除される。なお、車両への影響を抑制する処理として、エンジン１０が発生する駆動力の遮断や制動力の付与を行っていた場合には、その車両の走行防止処理を解除する。これにより、エンジン１０の始動や車両の走行が可能な状態とすることができる。
【０１７６】
ステップＳ１２１では、エンジン１０の始動が抑制されていること等を車両の乗員に報知するために点灯されていた第１の警告灯２１を消灯する。これにより、乗員は、エンジン１０が始動や車両の走行が可能な状態となったことを認識することができる。
【０１７７】
なお、抑制処理の解除としてエンジン１０の始動の禁止を解除した場合、車両の乗員に対して、エンジン１０の始動操作を促す指示を音声等によって与える報知器を備えることが好ましい。これにより、車両の乗員は、エンジン１０の始動が可能となり、乗員による始動操作を受け付ける状態となったことを明確に認識できる。
【０１７８】
次に、ステップＳ１２２では、運転者によるアクセルペダルの操作に基づく、スロットルバルブ１２の駆動要求の無効化を解除し、運転者によるアクセルペダル操作がスロットルバルブ１２の制御に反映されるようにする。これにより、エンジン１０の出力トルクを車両の運転者によるスロットルバルブ１２の駆動要求（アクセルペダル操作）に応じて調整することが可能になる。
【０１７９】
ステップＳ１２３では、制御後処理（Ｓ５）が終了したことを、例えばフラグ等を用いて記憶しておく。
【０１８０】
制御後処理（Ｓ５）が終了すると、次に、氷結判定処理（Ｓ３）における氷結発生の有無に関する判定結果、及び本制御処理（Ｓ４）における氷結状態からの脱出の成否結果に応じて、フェールセーフ処理（Ｓ６）又は通常の電子スロットル制御処理（Ｓ７）が実行される。より具体的には、本制御処理（Ｓ４）において氷結状態からの脱出に失敗した場合には、フェールセーフ処理（Ｓ６）が実行され、それ以外の場合には、通常の電子スロットル制御処理（Ｓ７）が実行される。
【０１８１】
フェールセーフ処理（Ｓ６）においては、エンジン１０における点火タイミング、噴射タイミング、燃料噴射量、吸気バルブの開閉タイミング、排気バルブの開閉タイミングの少なくとも１つを変化させて、エンジン１０の出力トルクの出力制御を行う。スロットルバルブ１２が氷結状態から脱出できないときには、スロットルバルブ１２は、正常な可動範囲内の移動が制限されるためである。なお、フェールセーフ処理（Ｓ６）を実行する際には、通常の電子スロットル制御（Ｓ７）による制御とは異なるため、警告灯２２を点灯させる。これにより、車両の乗員は、スロットルバルブ１２の制御が通常の制御とは異なることを認識することができる。
【０１８２】
例えばフェールセーフ処理（Ｓ６）では、モータ１４への電源供給を停止し、スロットルバルブ１２を初期位置に保持しつつ、スロットルバルブ１２の非作動による出力の増減分を補うようにエンジン１０の出力制御を行うことができる。これにより、モータ１４における電力消費を防止しつつ、少なくとも退避走行が可能なようにエンジン１０の出力トルクを制御することができる。
【０１８３】
また、フェールセーフ処理（Ｓ６）では、スロットルバルブ１２が全閉ストッパ位置と全開ストッパ位置とによって規定される可動範囲全体の一部の範囲でのみ移動可能である場合、スロットルバルブ１２をその一部の範囲で駆動するようにしても良い。この場合、スロットルバルブ１２の目標開度が駆動不可能な範囲に属するときには、スロットルバルブ１２が駆動不可能であることに起因する出力の増減分を補うようにエンジン１０の出力制御を行う。これにより、スロットルバルブ１２の目標開度が駆動不可能な範囲に属する場合であっても、極力、エンジン１０が、目標とする出力トルクに近い出力トルクを発生することができるようになる。さらに、スロットルバルブ１２をモータ１４によって駆動することにより、モータ１４からの発熱がスロットルバルブ１２に伝わって、氷結の除去に寄与することが期待できる。
【０１８４】
なお、スロットルバルブ１２の目標開度が駆動不可能な範囲に属する場合には、スロットルバルブ１２の開度を駆動可能範囲の限界位置に保持することが好ましい。これにより、スロットルバルブ１２の開度として、極力、目標開度に近い位置に保持することができ、エンジン１０において目標出力トルクに相当する出力トルクを発生させやすくなる。
【０１８５】
スロットルバルブ１２の開度を駆動可能範囲の限界位置に保持する際、モータ１４に与える駆動信号のデューティ比を、その限界位置への保持を継続するに足る所定値に制限することが好ましい。これにより、スロットルバルブ１２の開度を駆動可能範囲の限界位置に保持する際のモータ１４の駆動電流を抑制するとともに、モータ１４を駆動する駆動回路１５の保護を図ることができる。
【０１８６】
なお、フェールセーフ処理（Ｓ６）においては、モータ１４へ所定の駆動信号を出力して、スロットルバルブ１２を所定位置（限界位置やその他の位置）に停止させたまま、エンジン１０の出力制御を行うようにしても良い。これにより、モータ１４からの発熱によって、氷結の除去が期待できる。
【０１８７】
また、フェールセーフ処理（Ｓ６）では、スロットルバルブ１２が開き側に駆動可能であって、エンジン１０の出力制御を実施しても、所定以上の出力トルクを維持できない場合に、スロットルバルブ１２の開度を開き側に補正するようにしても良い。例えば、エンジン１０をアイドル回転数で回転駆動するようにスロットルバルブ１２を目標開度に駆動しても、スロットルバルブ１２の閉じ側に除去できない氷が残存している場合には、吸入空気量が低下して、所定以上の出力トルクを維持できず、エンジン１０がストールしてしまう恐れがある。そのため、エンジン１０が、所定以上の出力トルクを維持できない場合であって、かつスロットルバルブ１２が開き側に駆動可能である場合には、スロットルバルブ１２の開度を目標開度よりも開き側に補正することにより、吸入空気量を確保することが好ましい。
【０１８８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々、変形して実施することが可能である。
【０１８９】
例えば、上述した実施形態では、初期開度位置を基準として、全閉ストッパ位置と全開ストッパ位置とによって規定されるスロットルバルブ１２の可動範囲を推定した。しかしながら、エンジン１０が停止される時にスロットルバルブ１２を実際に閉じ側及び開き側に駆動して、閉じ側において停止した閉じ側停止位置及び開き側において停止した開き側停止位置をそれぞれ記憶し、エンジン１０の運転が再開されるときに、その記憶した閉じ側停止位置及び開き側停止位置を全閉ストッパ位置及び全開ストッパ位置として用いて、スロットルバルブ１２の可動範囲を推定しても良い。これにより、スロットルバルブ１２の可動範囲を正確に求めることができる。
【０１９０】
また、上述した実施形態において、本制御処理（Ｓ４）の実行時に、モータ駆動回路１５がモータ１４を駆動する際に、モータ１４に与えうる電力の最大値を、通常の電子スロットル制御処理（Ｓ７）の実行時における電力の最大値よりも高くするようにしても良い。これにより、氷結脱出のためのスロットルバルブ１２の駆動時にモータ１４が発生しうる駆動力の最大値を、通常の電子スロットル制御のときと比較して高めることができる。このため、スロットルバルブ１２に結合力の高い氷結が発生した場合であっても、その氷結状態からの脱出性を向上することができる。
【０１９１】
モータ１４に与えうる電力の最大値を高めるためには、モータ駆動回路１５が、モータ１４に通電する駆動電流の最大値を所定値以下に制限する電流制限回路を備え、その電流制限回路における電流制限を解除したり、あるいは、モータ１４に印加する電圧を昇圧する昇圧回路を備えて、その昇圧回路の昇圧動作によって昇圧した電圧を供給すれば良い。さらには、モータ１４を除き、少なくともエンジン１０の駆動に必要なアクチュエータ（天下プラグ、燃料噴射装置、スタータ等）への電源供給を遮断することによっても、モータ１４に与えうる電力の最大値を高めることができる。
【０１９２】
なお、本制御処理（Ｓ４）を実行する際に、モータ駆動回路１５が、モータ１４に与えうる電力の最大値を高めた場合、本制御処理（Ｓ４）の終了に基づいて、モータ１４に与えうる電力の最大値を高くする処理を終了することが好ましい。これにより、モータ１４及びモータ駆動回路１５の保護を図ることができるとともに、消費電力の増加を防止することができる。
【０１９３】
上述した氷結判定処理（Ｓ３）及び本制御処理（Ｓ４）における氷結脱出判定では、スロットルバルブ１２の開度が氷結発生や脱出の成否を判定するための判定閾値に相当する所定開度に達しない場合、当該駆動方向における氷結の発生や氷結状態からの脱出の失敗を判定した。しかしながら、スロットルバルブ１２を閉じ側あるいは開き側に駆動する駆動力をモータ１４に発生させたとき、スロットルバルブ１２の開度の変化が所定値以下であるか否かによって、当該駆動方向における氷結の発生や氷結状態からの脱出の成否を判定しても良い。このようにしても、スロットルバルブ１２が、本来の可動範囲を自由に移動できない状況であるか否か検出することができるので、氷結の発生や氷結状態からの脱出の成否を判定することができる。特に、スロットルバルブ１２の開度の変化量によって判定する場合、全閉ストッパ位置や全開ストッパ位置を考慮することなく、氷結の発生や氷結状態からの脱出の成否を判定することができる。
【０１９４】
なお、氷結脱出のためのスロットルバルブ１２の駆動処理が実施されたときに、スロットルバルブ１２の開度の変化が所定値に満たない場合、氷結状態からの脱出に失敗したと判定し、再度、氷結脱出のためのスロットルバルブ１２の駆動処理を実施することが好ましい。さらに、所定回数の駆動処理が実施されたにもかかわらず、スロットルバルブ１２の開度の変化が所定値に満たない場合、氷結状態からの脱出は不可能とみなして、スロットルバルブ１２の駆動を終了することが好ましい。
【０１９５】
また、低温環境下において電子スロットルＥＣＵ２０が通常の電子スロットル制御を実行しているとき、スロットルバルブ１２の開度を目標開度に制御しているにもかかわらず、エンジン１０の出力トルクが目標とする出力トルクよりも低下した場合、スロットルバルブ１２の目標開度を開き側に補正することが好ましい。低温環境下においては、通常の電子スロットル制御を開始した後に氷結が発生し、吸気管１１の流路断面積を減少させる場合があるためである。
【０１９６】
ただし、電子スロットルＥＣＵ２０は、上述したスロットルバルブ１２の開き側への補正の実施後、エンジン１０の出力トルクが目標出力トルクよりも増加した場合に、上述した補正を終了することが好ましい。スロットルバルブ１２の開度を目標開度よりも開き側に補正した後に、氷が脱落等によって除去されると、吸気管１１の流路断面積が増加する。これにより、エンジン１０の回転数が増加し、その出力トルクは目標とする出力トルクよりも増加する。そのため、エンジン１０の出力が増加した場合には、氷が除去されたとみなして開き側への補正を終了するようにすることが好ましい。
【０１９７】
さらに、電子スロットルＥＣＵ２０は、氷結判定処理（Ｓ３）により氷結発生が判定されたときに、氷結発生時の状況を示す状況データを例えばＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶することが好ましい。この記憶されたデータを、例えば車両のディーラー等で読み出して収集することにより、故障の解析に利用したり、設計へのフィードバック情報として利用することができる。
【０１９８】
なお、状況データは、氷結が発生した回数、氷結発生時のスロットルバルブ１２の周囲温度、氷結発生時のスロットルバルブ１２の可動範囲、モータ１４の電源電圧、氷結脱出の成否、氷結脱出のためのスロットルバルブ１２の駆動処理の実行回数の少なくとも１つを含むことが好ましい。これらにより、氷結の発生する環境や、その氷結の除去が可能である条件等が解析できるためである。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】実施形態に係わる、車両用内燃機関の電子スロットル制御装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】スロットルバルブ１２の駆動機構の構成を説明するための説明図であり、（ａ）は、モータ１４に駆動信号が通電されている状態を示し、（ｂ）はモータ１４への駆動信号の通電が遮断されている状態を示す。
【図３】氷結状態からの脱出のための制御処理の全体の流れを示す状態遷移図である。
【図４】制御前処理（Ｓ２）の詳細な処理内容を示すフローチャートである。
【図５】氷結判定処理（Ｓ３）の詳細な処理内容を示すフローチャートである。
【図６】本制御処理（Ｓ４）において、スロットルバルブ１２における氷結発生の態様を区分けし、各氷結発生態様に適したスロットルバルブ１２の駆動処理を実施するための処理を示すフローチャートである。
【図７】本制御処理（Ｓ４）における、開閉両方向氷結時のスロットルバルブの駆動処理を示すフローチャートである。
【図８】本制御処理（Ｓ４）における、閉方向氷結時のスロットルバルブの駆動処理を示すフローチャートである。
【図９】本制御処理（Ｓ４）における、開方向氷結時のスロットルバルブの駆動処理を示すフローチャートである。
【図１０】制御後処理（Ｓ５）の詳細な処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】前提条件判定処理（Ｓ１）において、スロットルバルブ１２の周囲温度が氷結閾値温度Ｔｉｃｅ以上、もしくは本制御処理（Ｓ４）を実施して、氷結状態から脱出済みであると判定されて、通常の電子スロットル制御（Ｓ７）を実施する際の、駆動信号のデューティ比及びスロットル開度の変化を示すタイムチャートである。
【図１２】氷結判定処理（Ｓ３）が実施された際の、駆動信号のデューティ比及びスロットル開度の変化の一例を示すタイムチャートである。
【図１３】氷結判定処理（Ｓ３）においてスロットルバルブの開き側及び閉じ側の両方向に氷結が発生したと判定されて、本制御処理（Ｓ４）により開閉両方向氷結時の駆動処理が実施された際の、駆動信号のデューティ比及びスロットル開度の変化の一例を示すタイムチャートである。
【図１４】氷結判定処理（Ｓ３）においてスロットルバルブの閉じ側に氷結が発生したと判定されて、本制御処理（Ｓ４）により閉方向氷結時の駆動処理が実施された際の、駆動信号のデューティ比及びスロットル開度の変化の一例を示すタイムチャートである。
【図１５】氷結判定処理（Ｓ３）においてスロットルバルブの開き側に氷結が発生したと判定されて、本制御処理（Ｓ４）により開方向氷結時の駆動処理が実施された際の、駆動信号のデューティ比及びスロットル開度の変化の一例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０２００】
１０  エンジン
１１  吸気管
１２  スロットルバルブ
１３  減速機構
１４  モータ
１５  モータ駆動回路
１６  スロットル開度センサ
１７  吸気温センサ
１８  アクセル開度センサ
２０  電子スロットルＥＣＵ
２３  スタータ
【図１】
2006249952.tif 000003
【図２】
2006249952.tif 000004
【図３】
2006249952.tif 000005
【図４】
2006249952.tif 000006
【図５】
2006249952.tif 000007
【図６】
2006249952.tif 000008
【図７】
2006249952.tif 000009
【図８】
2006249952.tif 000010
【図９】
2006249952.tif 000011
【図１０】
2006249952.tif 000012
【図１１】
2006249952.tif 000013
【図１２】
2006249952.tif 000014
【図１３】
2006249952.tif 000015
【図１４】
2006249952.tif 000016
【図１５】
2006249952.tif 000017