(57)【要約】【課題】  従来では、電動スロットルの機械的なバラツキを考慮して「通電停止開度Ａ」と「機械的全開開度Ｂ」の開度差が大きく設定されるため、電動スロットルの通電停止時に大きなメカ音が発生する。【解決手段】  エンジン始動時で、電動スロットルの通電が停止されている状態の時のバルブの開度を「検出的全開開度Ｂ」として記憶手段に記憶させる。そして、電動スロットルの通電を停止する際は、記憶手段に記憶された「検出的全開開度Ｂ」よりも所定角度αだけ閉弁側（制御的全開開度側）にオフセットした「通電停止開度Ａ’」で電動スロットルの通電を停止させる。これによって、電動スロットルに機械的なバラツキが生じていても、「通電停止開度Ａ’」と「機械的全開開度Ｂ」の開度差を常に小さくすることができ、電動スロットルの通電を停止した際のメカ音を抑えることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電が停止されると吸気通路を開閉するバルブが機械的な作動によって「機械的全開開度」で停止する電動スロットルと、この電動スロットルを通電制御するＥＣＵとを備えるスロットル制御システムであって、
このスロットル制御システムは、前記バルブの開度を検出するスロットルセンサを備え、
前記ＥＣＵは、データなどの情報を記憶する記憶手段と、
前記電動スロットルの通電が停止されている状態で、前記バルブが機械的な作動によって「機械的全開開度」で停止している状態の時に、前記スロットルセンサによって検出される前記バルブの開度を「検出的全開開度」として前記記憶手段に記憶させる記憶実行手段とを備えることを特徴とするスロットル制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載のスロットル制御システムにおいて、
前記記憶実行手段は、エンジン始動時で前記電動スロットルに通電を与える前に、前記バルブの開度を前記スロットルセンサによって検出し、検出した前記バルブの開度を「検出的全開開度」として前記記憶手段に記憶させることを特徴とするスロットル制御システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスロットル制御システムにおいて、
前記電動スロットルは、通電が停止されると当該電動スロットルにおける可動部の一部が、固定部材に設けられた全開ストッパに当接することによって、前記バルブが「機械的全開開度」で停止するものであり、
前記ＥＣＵは、前記記憶手段に記憶された「検出的全開開度」よりも所定角度だけ閉弁側に設定した「通電停止開度」で前記電動スロットルの通電を停止させる通電停止制御手段を備えることを特徴とするスロットル制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電が停止されるとバルブがスプリング等の機械的な作動によって「機械的全開開度（メカ最大開度）」で停止するタイプの電動スロットルを、ＥＣＵ（エンジン・エレクトリック・コントロール・ユニットの略）によって制御するスロットル制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸気通路を開閉するバルブを電動アクチュエータ（例えば、電動モータのみ、あるいはギヤ類等と組み合わされた電動モータ等）で駆動することによって、吸気通路の開度を可変する電動スロットルが知られている。
この電動スロットルは、ＥＣＵによって通電制御されるものであり、このＥＣＵは、乗員が操作するアクセル開度などの運転状態に応じて電動スロットル（具体的には電動アクチュエータ）を通電制御することで、バルブの開度を調節する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
電動スロットルには、通電が停止されると、バルブがスロットルボアの壁面に突き当たってバルブがスロットルボアに齧った状態で固着するのを防止するために（突当り防止対策）、バルブが機械的な作動によって「機械的全開開度」で停止するタイプがある。
全開停止タイプの電動スロットルの通電停止時の作動制御を、図２の作動説明図、図５のタイムチャートを参照して説明する。なお、図５中の実線はバルブの目標開度（ＥＣＵの算出する演算開度）を示し、破線はバルブの実開度を示す。
エンジンの停止指示がなされると（イグニッションスイッチのＯＦＦ）、（１）ＥＣＵは停止振動を低減する目的でバルブを一度全閉付近に保持する。（２）完全なエンジン停止が検出されると（例えば、エンジン回転数＝０）、ＥＣＵはバルブを「通電停止開度Ａ」に維持させ、（３）その後に電動スロットルの通電を停止させる。（４）このように、電動スロットルの通電が停止されると、バルブが機械的な作動によって「通電停止開度Ａ」から「機械的全開開度Ｂ」に回動して停止する。
【０００４】
（第１の問題点）
ここで、電動スロットルには機械的なバラツキがある。このため、従来技術のスロットル制御システムでは、ＥＣＵによる「制御開度（演算開度）」と、実際のバルブの「実開度」との間にシステムバラツキが生じてしまう。
【０００５】
（第２の問題点）
さらに、従来のスロットル制御システムでは、上記システムバラツキを考慮して、「通電停止開度Ａ」が「機械的全開開度Ｂ」より閉弁側へ、開度差が多めに設定される。具体的には、従来技術では、「通電停止開度Ａ」を制御開度１００％の「制御的全開開度Ａ」とすることで、「通電停止開度Ａ」と「機械的全開開度Ｂ」の開度差を多めに設定していた。
このように、「通電停止開度Ａ」と「機械的全開開度Ｂ」の開度差が大きいため、電動スロットルの通電停止時に、電動スロットルにおける可動部の一部が、固定部材に設けられた全開ストッパに当接（衝突）する際の音（メカ音）が大きくなる不具合がある。
【特許文献１】特開２００４−３０１１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の第１の目的は、ＥＣＵの「制御開度（演算開度）」と、実際のバルブの「実開度」との間のシステムバラツキを無くすことが可能なスロットル制御システムの提供にある。
本発明の第２の目的は、電動スロットルの通電を停止した際のメカ音を緩和することが可能なスロットル制御システムの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するスロットル制御システムは、電動スロットルの通電が停止されている状態で、バルブが機械的な作動によって「機械的全開開度」で停止している状態の時に、スロットルセンサによって検出されるバルブの開度を「検出的全開開度」として記憶手段に記憶させるものである。
このように設けることにより、電動スロットルにおけるバルブの実開度と、ＥＣＵの認識する「制御開度」とを一致させることが可能になり、電動スロットルとＥＣＵとの間のシステムバラツキを無くすことが可能になる。これによって、スロットル制御システムによる吸気の制御精度を高めることができる。
【０００８】
［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するスロットル制御システムは、エンジン始動時で電動スロットルに通電を与える前に、バルブの開度をスロットルセンサによって検出し、検出したバルブの開度を「検出的全開開度」として記憶手段に記憶させるものである。
このように、エンジンを始動する毎に「検出的全開開度」を検出するため、電動スロットルのバラツキの補正精度を常に高く保つことができる。
【０００９】
［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するスロットル制御システムのＥＣＵは、記憶手段に記憶された「検出的全開開度」よりも所定角度だけ閉弁側に設定した「通電停止開度」で電動スロットルの通電を停止させるものである。
このように設けることによって、電動スロットルに機械的なバラツキが生じていても、「通電停止開度」におけるのバルブの「実開度」と、通電が停止した後の「機械的全開開度」の開度差を、常に略一定（所定角度）にできる。
この結果、「通電停止開度」と「機械的全開開度」の開度差を小さくすることができ、電動スロットの通電を停止した際のメカ音を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
最良の形態１のスロットル制御システムは、通電が停止されると吸気通路を開閉するバルブが機械的な作動によって「機械的全開開度」で停止する電動スロットルと、この電動スロットルを通電制御するＥＣＵとを備える。
このスロットル制御システムは、バルブの開度を検出するスロットルセンサを備える。  また、ＥＣＵは、データなどの情報を記憶する記憶手段と、電動スロットルの通電が停止されている状態で、バルブが機械的な作動によって「機械的全開開度」で停止している状態の時に、スロットルセンサによって検出されるバルブの開度を「検出的全開開度」として記憶手段に記憶させる記憶実行手段とを備えるものである。
【００１１】
最良の形態２のスロットル制御システムのＥＣＵは、記憶手段に記憶された「検出的全開開度」よりも所定角度だけ閉弁側に設定した「通電停止開度」で電動スロットルの通電を停止させる通電停止制御手段を備えるものである。
【実施例１】
【００１２】
スロットル制御システムの実施例１を図１〜図４を参照して説明する。
まず、図４を参照してスロットル制御システムの概略構成を説明する。
スロットル制御システムは、エンジン１の各気筒２に燃料用空気（吸気）を導く吸気通路３の開度を調整する電動スロットル４と、この電動スロットル４を駆動制御するＥＣＵ５とを備える。
【００１３】
電動スロットル４は、吸気通路３の内部に配置されて、吸気通路３を全閉位置から全開位置まで連続的に回動変位可能なバルブ（スロットルバルブ）６と、このバルブ６の回動シャフトを回動方向へ駆動可能な電動アクチュエータ７と、回動シャフトの回転角度、即ちバルブ６の開度を検出するスロットルセンサ８とを備える周知のものであり、電動スロットル４（具体的には電動アクチュエータ７）への通電が停止されると、バルブ６が機械的な作動によって「機械的全開開度Ｂ（符号、図２参照）」で停止するものである。
具体的には、電動スロットル４の通電が停止されると、バルブ６を初期位置に戻すスプリング（図示しない）の作動によって、電動スロットル４における可動部の一部が、固定部材に設けられた全開ストッパに当接することによって、バルブ６が「機械的全開開度Ｂ」で停止するものである。
【００１４】
電動アクチュエータ７は、例えば、通電によって回転力を発生する電動モータの出力軸によって直接的に回動シャフトを駆動するタイプであっても良いし、電動モータの出力をギヤ類等の減速手段で減速して回動シャフトを駆動するタイプであっても良い。
また、電動アクチュエータ７は、励磁コイルを選択することによって回動シャフトの回転角度を制御可能なステッピングモータであっても良いし、電動モータに印加される電力値（電圧値、電流値）に応じた回転力によってスプリングの付勢力に抗して回動シャフトの回転角度を制御可能な回転力発生モータ（例えば、ＤＣモータ）であっても良い。
【００１５】
スロットルセンサ８は、抵抗値可変式のポテンショメータであっても良いし、永久磁石と磁気センサ（例えば、ホールＩＣ等）とを組み合わせた磁気式角度センサであっても良い。
なお、図４中の符号９は、吸入空気を濾過するエアフィルタであり、符号１０は、吸入空気量を検出する吸気流量センサである。
【００１６】
ＥＣＵ５は、電動スロットル４（具体的には電動アクチュエータ７）を通電制御するものであり、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶手段（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源を含んで構成される周知構造のマイクロコンピュータ１１と、このマイクロコンピュータ１１の出力（演算結果）に応じて電動アクチュエータ７を通電するモータ駆動回路１２とで構成される。なお、この実施例では、ＥＣＵ５のケース内にモータ駆動回路１２を配置する例を示すが、モータ駆動回路１２をＥＣＵ５のケースとは独立して配置したものであっても良い。
【００１７】
ＥＣＵ５は、ＥＣＵ５に入力されているセンサ類の信号（乗員の運転状態、エンジン１の運転状態など）に基づいて、電動アクチュエータ７のコイル通電位置（ステッピングモータの場合）、あるいは供給電力値（回転力発生モータの場合）を演算して求めるスロットル開度制御手段を備える。
このスロットル開度制御手段は、アクセル開度などの運転状態から目標開度（図１実線参照）を求める目標開度算出手段と、スロットルセンサ８の検出するバルブ６の検出開度（図１破線の実開度参照）が目標開度と一致するように、電動アクチュエータ７の制御値を周知の補正技術でフィードバック補正する補正手段とを備える周知なものである。
なお、ＥＣＵ５には、上述したスロットルセンサ８の他、乗員によって操作されるキースイッチ（イグニッションスイッチ、スタータスイッチ等）、乗員によって操作されるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ、エンジン回転数を検出する回転数センサなど、少なくとも電動スロットル４を制御するのに必要な種々のセンサ類が接続されている。  
【００１８】
（実施例１の特徴）
上述したように、電動スロットル４は、通電が停止されると突当り防止対策のために、バルブ６が機械的な作動によって「機械的全開開度Ｂ」で停止するタイプである。
ＥＣＵ５は、電動スロットル４の通電を停止するための『通電停止制御手段』の機能がプログラムされている。
『通電停止制御手段』の基本動作（実施例１と従来技術の共通動作）を説明する。
『通電停止制御手段』は、エンジン１の停止指示がなされると（イグニッションスイッチのＯＦＦ）、（１）ＥＣＵ５は停止振動を低減する目的でバルブ６を一度全閉付近に保持する。（２）そして、完全なエンジン停止が検出されると（例えば、エンジン回転数＝０）、バルブ６を「通電停止開度Ａ」に維持させ、（３）その後に電動スロットル４の通電を停止させる。
ＥＣＵ５による電動スロットル４の制御が終了して、電動スロットル４の通電が停止されると、バルブ６が機械的な作動によって「通電停止開度Ａ」から「機械的全開開度Ｂ」に回動して停止する。
【００１９】
ここで、電動スロットル４には機械的なバラツキがある。
従来技術では、電動スロットル４の機械的なバラツキを考慮して、「通電停止開度Ａ」と「機械的全開開度Ｂ」の開度差を多めに設定していた。具体的には、従来技術では、「通電停止開度Ａ」を、制御開度１００％の「制御的全開開度Ａ」とすることで、「通電停止開度Ａ」と「機械的全開開度Ｂ」の開度差を多めに設定していた。
このように、従来技術では、電動スロットル４の機械的なバラツキを考慮して、「通電停止開度Ａ」と「機械的全開開度Ｂ」の開度差が大きいため、電動スロットル４の通電停止時に、電動スロットル４における可動部の一部が、固定部材に設けられた全開ストッパに当接（衝突）する際の音（メカ音）が大きくなる不具合があった。
【００２０】
上記の対策として、実施例１のＥＣＵ５には、『記憶実行手段』と『通電停止制御手段』の機能がプログラムされている。
『記憶実行手段』は、電動スロットル４の通電が停止されている状態で、バルブ６が機械的な作動によって「機械的全開開度Ｂ」で停止している状態の時に、スロットルセンサ８によって検出されるバルブ６の開度を「検出的全開開度Ｂ」として記憶手段に記憶させる制御プログラムである。
具体的に、この実施例１では、図１の左側（エンジン始動時）に示すように、エンジン始動時で電動スロットル４に通電を与える前（具体的には、イグニッションスイッチがＯＮされ、且つ電動スロットル４の通電制御を開始する前）のバルブ６の開度（即ち、「機械的全開開度Ｂ」）をスロットルセンサ８によって検出し、検出したバルブ６の開度を「検出的全開開度Ｂ」として記憶手段に記憶させるように設けられている（後述するステップＳ１参照）。
【００２１】
『通電停止制御手段』は、上述したように、エンジン１を停止させる際に作動するプログラムであり、この実施例の『通電停止制御手段』には、図１の右側（エンジン停止時）に示すように、記憶手段に記憶されている「検出的全開開度Ｂ」よりも所定角度α（例えば、１°〜５°程）だけ閉弁側（制御的全開開度側）にオフセットさせた「通電停止開度Ａ’」で電動スロットル４の通電を停止させる機能が追加されている（後述するステップＳ３参照）。
なお、この実施例１のＥＣＵ５には、エンジン１の始動時に「検出的全開開度Ｂ」を記憶できない場合に、前回に記憶した過去の「検出的全開開度Ｂ」を「前回認識値」として読み出し、その読み出した「前回認識値」から安全マージン角βを閉弁側（制御的全開開度側）にオフセットさせた値（前回認識値−β）を「検出的全開開度Ｂ」の代わりに用いる機能がプログラムされている（後述するステップＳ２、Ｓ４、Ｓ５参照）。
さらに、エンジン１の始動時に「検出的全開開度Ｂ」を記憶しておらず、且つ「前回認識値」も記憶していない場合には、予め設定された「デフォルト値」を「通電停止開度Ａ’」の代わりに用いる機能がプログラムされている（後述するステップＳ４、Ｓ６参照）。
【００２２】
『記憶実行手段』および『通電停止制御手段』の具体的な制御例を図３のフローチャートを参照して説明する。
ＥＣＵ５の通電が開始されると（スタート）、ステップＳ１において、エンジン始動時で電動スロットル４に通電を与える前（具体的には、イグニッションスイッチがＯＮされ、且つ電動スロットル４の通電制御を開始する前）のバルブ６の開度（即ち、「機械的全開開度Ｂ」）をスロットルセンサ８によって検出し、検出したバルブ６の開度を「検出的全開開度Ｂ」として記憶手段に記憶させる。
次に、ステップＳ２において、インテーク駆動実施フラグが立った時に、上記ステップＳ１が完了したか否かの判断を行う。即ち、インテーク駆動実施フラグが立った時に、「機械的全開開度Ｂ」を「検出的全開開度Ｂ」として記憶できたか否かの判断を行う。
【００２３】
電動スロットル４の通電を停止する際、ステップＳ２の判断結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ３において、ステップＳ１で記憶した「検出的全開開度Ｂ」よりも所定角度αだけ閉弁側（制御的全開開度側）にオフセットさせた「通電停止開度Ａ’」で電動スロットル４の通電を停止させ、その後終了する（エンド）。
【００２４】
電動スロットル４の通電を停止する際、ステップＳ２の判断結果がＮＯの場合は、ステップＳ４において、「前回認識値」が記憶されているか否かの判断を行う。
このステップＳ４の判断結果がＹＥＳの場合は、「前回認識値」から安全マージン角βを閉弁側（制御的全開開度側）にオフセットさせた値（前回認識値−β）を「検出的全開開度Ｂ」の代わりに用いる。
ステップＳ４の判断結果がＮＯの場合は、予め設定された「デフォルト値」を「通電停止開度Ａ’」の代わりに用いる。
【００２５】
（実施例１の効果）
実施例１のスロットル制御システムは、上述したように、エンジン始動時で、電動スロットル４の通電が停止されている状態の時（バルブ６が「機械的全開開度Ｂ」で停止している状態の時）に、その時のバルブ６の開度を「検出的全開開度Ｂ」として記憶手段に記憶させる。
このように設けることにより、バルブ６の「実開度」と、ＥＣＵ５の認識する「制御開度」とを一致させることが可能になり、電動スロットル４とＥＣＵ５との間のシステムバラツキを無くすことができる。
【００２６】
そして、電動スロットル４の通電を停止する際は、記憶手段に記憶された「検出的全開開度Ｂ」よりも所定角度αだけ閉弁側（制御的全開開度側）にオフセットした「通電停止開度Ａ’」で電動スロットル４の通電を停止させるものである。
このように設けられることにより、電動スロットル４に機械的なバラツキが生じていても、「通電停止開度Ａ’」におけるのバルブ６の「実開度」と、通電が停止した後の「機械的全開開度Ｂ」の開度差を、常に一定（所定角度α）にできる。
この結果、「通電停止開度Ａ’」と「機械的全開開度Ｂ」の開度差を小さくすることができ、電動スロットル４の通電を停止した際のメカ音を抑えることができる。
【００２７】
また、この実施例１では、エンジン１の始動毎に「機械的全開開度Ｂ」を「検出的全開開度Ｂ」として記憶するため、バルブ６の角度制御の精度を高めることができる。
これによって、「通電停止開度Ａ’」と「機械的全開開度Ｂ」の角度（即ち、オフセット量である所定角度α）を極めて小さくすることが可能となり、電動スロットル４の通電を停止した際のメカ音を極めて小さくすることができる。
【００２８】
（変形例）
上記の実施例では、エンジン１の始動毎に「機械的全開開度Ｂ」を「検出的全開開度Ｂ」として記憶する例を示したが、電動スロットル４の通電を停止した直後の「機械的全開開度Ｂ」を「検出的全開開度Ｂ」として記憶するようにしても良い。
あるいは、車両の出荷時など、記憶手段に「検出的全開開度Ｂ」を記憶していない場合にのみ、電動スロットル４の通電が停止されている状態の時のバルブ６の開度（機械的全開開度Ｂ）を「検出的全開開度Ｂ」として記憶するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の作動を説明するタイムチャートである。
【図２】バルブの開度の作動説明図である。
【図３】制御例を示すフローチャートである。
【図４】スロットル制御システムの概略構成図である。
【図５】従来技術の作動を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１  エンジン
３  吸気通路
４  電動スロットル
５  ＥＣＵ（記憶手段、記憶実行手段、通電停止制御手段）
６  バルブ
８  スロットルセンサ
α  所定角度（オフセット開度）
Ａ  従来技術における通電停止開度
Ａ’実施例１における通電停止開度
Ｂ  機械的全開開度＝検出的全開開度
【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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