(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のスロットルバルブを開閉するアクチュエータと、前記スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサとを備え、前記検出されるスロットルバルブの開度が機関運転状態に基づいて設定される目標開度と一致するように前記アクチュエータを駆動制御するスロットルバルブの開度制御装置において、
前記機関運転状態が特定の運転状態となるとき、その特定の運転状態における前記スロットルの実開度が常に一定の開度となることを抑制するように前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段を備え、
この駆動制御手段は、前記設定される目標開度の単位変動量に対する機関出力の変動量が所定値以下であることを条件Ａとして、この条件Ａが満たされるときに前記アクチュエータの駆動制御を実行する
ことを特徴とするスロットルバルブの開度制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスロットルバルブの開度制御装置において、
前記駆動制御手段は、前記設定される目標開度が所定の範囲内にあることを条件Ｂとして、前記条件Ａに併せてこの条件Ｂが満たされるときに前記アクチュエータの駆動制御を実行する
ことを特徴とするスロットルバルブの開度制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のスロットルバルブの開度制御装置において、
前記駆動制御手段は、前記設定される目標開度の単位変動量に対する機関出力の変動量が所定値以下となる開度の範囲について、これを前記条件Ｂにおいての前記所定の範囲とする
ことを特徴とするスロットルバルブの開度制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載のスロットルバルブの開度制御装置において、
前記駆動制御手段は、前記スロットルバルブの全開近傍について、これを前記条件Ｂにおいての前記所定の範囲とする
ことを特徴とするスロットルバルブの開度制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のスロットルバルブの開度制御装置において、
前記駆動制御手段は、前記機関運転状態が特定の運転状態となるとき、前記スロットルバルブの実開度が前記目標開度を基準として周期変動するように前記アクチュエータの駆動制御を行う
ことを特徴とするスロットルバルブの開度制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のスロットルバルブの開度制御装置において、
前記駆動制御手段は、前記スロットルバルブの実開度を周期変動させる際の変動幅及びその周期の少なくとも一方について、これを前記設定される目標開度の大きさに基づいて可変設定する
ことを特徴とするスロットルバルブの開度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のスロットルバルブをアクチュエータにより開閉してその開度を制御するスロットルバルブの開度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の開度制御装置は、スロットルバルブを開閉するスロットルモータと、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、このスロットルセンサの検出信号に基づいてスロットルモータを駆動制御する電子制御装置とを備えている。そして、上記スロットルモータとスロットルバルブのバルブシャフトとは通常、複数のギアを介して連結されている。即ち、スロットルモータの回転軸には駆動ギアが設けられ、同駆動ギアはバルブシャフトに設けられた被動ギアに噛合されている。スロットルモータの駆動力はこれら各ギアを介してバルブシャフトに伝達される。スロットルバルブは、このバルブシャフトに伝達されるスロットルモータの駆動力に基づいて開閉される。
【０００３】
また、上記スロットルセンサとしては、抵抗体等からなる検出パターンと、バルブシャフトの回転に伴ってその検出パターン上を摺動する接触子とを備えた周知の接触型センサが一般に用いられる。このスロットルセンサでは、検出パターン上における接触子の位置に応じて検出電圧が変化するため、この検出電圧に基づいてバルブシャフトの回転位相、すなわちスロットルバルブの開度が検出される。
【０００４】
上記開度制御装置では、このスロットルセンサにより検出される実際の開度と機関運転状態に基づいて設定される目標開度とが一致するように電子制御装置によりスロットルモータが駆動制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらスロットルモータやスロットルセンサには、内燃機関の運転に伴う振動が常に伝達されている。このため、上記目標開度が一定のまま長期間に亘って保持されることがあると以下のような問題も無視できないものとなる。
【０００６】
すなわち、スロットルバルブの駆動部についてみると、上記駆動ギア及び被動ギアの各噛合部位が変化しないまま、振動によって各ギアの噛合面の衝突が繰り返されるようになるため、これらギアの各噛合部位における局所的な摩耗が進むおそれがある。また、スロットルセンサの検出部についてみると、接触子の位置が変化しないまま同接触子が検出パターン上で振動するようになるため、同検出パターンにおいても局所的な摩耗が進むおそれがある。
【０００７】
そしてこのように、スロットルバルブの駆動部やスロットルセンサの検出部に偏摩耗が発生すると、スロットルバルブを円滑に開閉させることができなくなり、あるいはその開度を検出する際の検出精度が低下するようになる結果、装置全体の耐久性低下を招くこととなる。
【０００８】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スロットルバルブの開度制御装置において、内燃機関の運転に伴って発生する振動が伝達される場合であれ、その振動に起因するスロットルバルブの駆動部やスロットルセンサの検出部における偏摩耗の発生を抑制することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、内燃機関のスロットルバルブを開閉するアクチュエータと、前記スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサとを備え、前記検出されるスロットルバルブの開度が機関運転状態に基づいて設定される目標開度と一致するように前記アクチュエータを駆動制御するスロットルバルブの開度制御装置において、前記機関運転状態が特定の運転状態となるとき、その特定の運転状態における前記スロットルの実開度が常に一定の開度となることを抑制するように前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段を備え、この駆動制御手段は、前記設定される目標開度の単位変動量に対する機関出力の変動量が所定値以下であることを条件Ａとして、この条件Ａが満たされるときに前記アクチュエータの駆動制御を実行することを要旨としている。
【００１０】
上記構成によれば、機関運転状態が長期に亘って特定の運転状態に保持されようとも、スロットルバルブの実開度が一定の開度に保持された状態となることは回避される。そのため、スロットルバルブの実開度が長期に亘って一定に保持される頻度が低減され、スロットルバルブの駆動部やスロットルセンサの検出部の特定部位での機関運転時の振動に伴う偏摩耗の発生が抑制される。
また、上記条件Ａを実行条件としているため、スロットルバルブの実開度の変動が内燃機関の運転に与える影響が相対的に小さいときに上記駆動制御が実行される。このため、機関出力の変動を抑えて内燃機関の運転に与える悪影響を抑制可能なときに上記駆動制御を実行できる。
【００１１】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスロットルバルブの開度制御装置において、前記駆動制御手段は、前記設定される目標開度が所定の範囲内にあることを条件Ｂとして、前記条件Ａに併せてこの条件Ｂが満たされるときに前記アクチュエータの駆動制御を実行することを要旨としている。
【００１２】
上記発明では、条件Ａが満たされることをその実行の必要条件としているため、上記駆動制御の実行に伴うスロットルバルブの実開度の変動に応じた機関出力の変動が相対的に小さいときのみに上記駆動制御が実行される。これにより、偏摩耗を抑制しつつ、内燃機関の運転に与える影響をより好適に抑えられる。
また、条件Ｂが満たされることをその実行の必要条件としているため、偏摩耗が発生し易い、あるいは上記駆動制御が内燃機関の運転に与える影響が小さいなどの要件を満たす特定の開度範囲のみを選んで上記駆動制御が実行される。これにより、内燃機関の運転に与える影響の抑制や、その抑制効率の向上等、より好適な態様で偏摩耗を抑制できる。
【００１３】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のスロットルバルブの開度制御装置において、前記駆動制御手段は、前記設定される目標開度の単位変動量に対する機関出力の変動量が所定値以下となる開度の範囲について、これを前記条件Ｂにおいての前記所定の範囲とすることを要旨としている。
【００１４】
上記構成では、その実行に伴うスロットルバルブの実開度の変動によって生じる機関出力の変動が相対的に小さい開度範囲にあるときを選んで上記駆動制御が実行される。よって内燃機関の運転に与える影響を極力抑えながら、偏摩耗の発生を好適に抑制できる。
【００１５】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のスロットルバルブの開度制御装置において、前記駆動制御手段は、前記スロットルバルブの全開近傍について、これを前記条件Ｂにおいての前記所定の範囲とすることを要旨としている。
【００１６】
上記構成では、スロットルバルブの開度変更に伴う吸入空気量の変化の極めて小さくなる全開近傍でかかる駆動制御を実行する。このため、駆動制御実施に伴う機関出力の変動を抑制し、内燃機関の運転への影響を抑えながら好適に偏摩耗を抑制できる。
【００１７】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスロットルバルブの開度制御装置において、前記駆動制御手段は、前記機関運転状態が特定の運転状態となるとき、前記スロットルバルブの実開度が前記目標開度を基準として周期変動するように前記アクチュエータの駆動制御を行うことを要旨としている。
【００１８】
上記構成によれば、スロットルバルブの開度が目標開度を基準として周期変動されるため、たとえ機関運転状態に基づく目標開度が長期に亘って一定に保持されるような場合にあっても、スロットルバルブの実開度は一定に保持されないようになる。よって、スロットルバルブの駆動部やスロットルセンサの検出部の特定部位での機関運転時の振動に伴う偏摩耗の発生が抑制される。
【００１９】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のスロットルバルブの開度制御装置において、前記駆動制御手段は、前記スロットルバルブの実開度を周期変動させる際の変動幅及びその周期の少なくとも一方について、これを前記設定される目標開度の大きさに基づいて可変設定することを要旨としている。
【００２０】
たとえ上記周期変動の変動幅及びその周期が同一であっても、その周期変動の実行が機関出力の変動等の機関運転に与える影響は、スロットルバルブの開度の如何によって異なる。その点、上記構成では、上記実開度の周期変動に際してその周期変動の変動幅及びその周期の少なくとも一方が目標開度の大きさに応じて可変設定されるため、上記偏摩耗の抑制と機関運転の安定保持との両立が可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下、この発明を筒内燃料噴射式の内燃機関に設けられたスロットルバルブの開度制御装置に適用するようにした第１の実施形態について図１〜図７を参照して説明する。
【００３６】
図１は、この開度制御装置の構成を概略的に示している。
同図に示されるように、この開度制御装置は、スロットルバルブ２０を開閉するスロットルモータ４０、スロットルバルブ２０の開度等を検出するスロットルセンサ３０、並びにスロットルモータ４０を駆動制御する電子制御装置５０等によって構成されている。
【００３７】
スロットルバルブ２０は、内燃機関１０の吸気管１２に回転可能に支持されたバルブシャフト２１と、このバルブシャフト２１に固定された円板状のバルブ本体２２とを備えている。
【００３８】
バルブシャフト２１の端部には被動ギア４２が設けられており、この被動ギア４２はスロットルモータ４０の回転軸に設けられた駆動ギア４１に噛合されている。バルブシャフト２１は、これら駆動ギア４１及び被動ギア４２を介して伝達されるスロットルモータ４０の駆動力によって回転する。
【００３９】
図２に示されるように、スロットルバルブ２０は、バルブ本体２２がバルブシャフト２１と共に回転することにより、その開度（実開度θｂ）が同図に実線で示される全閉状態（実開度θｂ≒「０°」）と二点鎖線で示される全開状態（実開度θｂ≒「９０°」）との間で調節される。このようにスロットルバルブ２０の開度が調節されることにより、吸気管１２の通路断面積が変更されて吸入空気量が調量される。
【００４０】
バルブシャフト２１においてバルブ本体２２と被動ギア４２との間に位置する部分には、スロットルセンサ３０が設けられている。
図３は、このスロットルセンサ３０の構成を概略的に示している。
【００４１】
スロットルセンサ３０は周知の接触型センサであり、同図に示されるように、バルブシャフト２１が貫通するハウジング３１０、このハウジング３１０に設けられ、複数の端子３４１〜３４４を介して電子制御装置５０に接続される４つの検出パターン３２１〜３２４、並びにバルブシャフト２１とともに回転するロータ（図示略）に取り付けられた一対の接触子３３１，３３２等を備えて構成されている。
【００４２】
各検出パターン３２１〜３２４のうち、一対の検出パターン３２１，３２２は、スロットルバルブ２０が全閉状態にあること、換言すれば内燃機関１０がアイドル状態にあることを検出するためのものである。これら各検出パターン３２１，３２２はいずれも、金等の導電体によって形成されており、第１の端子３４１、第２の端子３４２にそれぞれ電気的に接続されている。
【００４３】
また、各検出パターン３２１〜３２４のうち、全閉検出用以外の一対の検出パターン３２３，３２４は、スロットルバルブ２０の開度を検出するためのものであり、これら検出パターン３２３，３２４はいずれも、バルブシャフト２１を中心として円弧状をなすように形成されている。これら各検出パターン３２３，３２４のうち、一方の検出パターン３２３は、他の検出パターン３２１，３２２と同様に金等の導電体によって形成されており、第３の端子３４３に電気的に接続されている。これに対して、他方の検出パターン３２４は、カーボン等の抵抗体によって形成されており、その端部がそれぞれ前記第１の端子３４１及び第４の端子３４４に電気的に接続されている。
【００４４】
各接触子３３１，３３２のうち一方の接触子３３１は、バルブシャフト２１の回転に伴って位置変化し、スロットルバルブ２０が全閉状態に移行した場合には、全閉状態検出用の検出パターン３２１，３２２の双方に接触する。従って、第１の端子３４１及び第２の端子３４２は接触子３３１を介して導通状態となる。電子制御装置５０は、これら各端子３４１，３４２が導通状態となることに基づいてスロットルバルブ２０が全閉状態にある旨を検出する。
【００４５】
また、各接触子３３１，３３２のうち他方の接触子３３２は、バルブシャフト２１が回転すると、開度検出用の検出パターン３２３，３２４の双方に接触しながら、これら検出パターン３２３，３２４上で摺動する。
【００４６】
これら第１の端子３４１及び第４の端子３４４間には、所定の基準電圧が印加されている。このため、上記第１の端子３４１及び第３の端子３４３間には、各検出パターン３２３，３２４上における接触子３３２の位置、換言すればバルブシャフト２１の回転位相に応じた上記基準電圧の分圧が出力される。電子制御装置５０は、これら第１の端子３４１及び第３の端子３４３間で出力される分圧の大きさに基づいて、バルブシャフト２１の回転位相、すなわちスロットルバルブ２０の開度を検出する。
【００４７】
電子制御装置５０には、図１に示されるように、上記スロットルセンサ３０の他、機関運転状態を検出するためのセンサとして、アクセルペダル１４の踏込量（アクセル開度）を検出するためのアクセルセンサ３１や、機関回転速度を検出するための回転速度センサ３２が接続されている。
【００４８】
電子制御装置５０は、これら各センサ３１，３２により検出されるアクセル開度及び機関回転速度に基づいてスロットルバルブ２０の目標開度θａを算出し、同スロットルバルブ２０の開度（実開度θｂ）がこの目標開度θａと一致するようにスロットルモータ４０を駆動制御する。なお電子制御装置５０は、こうした駆動制御を実行するための制御プログラムや、アクセル開度及び機関回転速度に基づいて目標開度θａを算出するための演算マップ等を記憶するメモリ（図示略）を備えている。
【００４９】
さらに電子制御装置５０は、こうした制御に加え、上記各ギア４１，４２の噛合部位等、スロットルモータ４０の駆動部における偏摩耗や、スロットルセンサ３０の開度検出用の検出パターン３２３，３２４における偏摩耗を抑制すべく、所定の条件が満たされるときに、目標開度θａを基準としてスロットルバルブ２０の開度を強制的に周期変動させる処理を実行する。
【００５０】
以下、この電子制御装置５０によるスロットルバルブ２０の開度制御について図４〜図７を参照して説明する。
図５は、この開度制御の具体的な処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、電子制御装置５０により所定周期毎の割込処理として実行される。
【００５１】
この一連の処理では、まず、アクセル開度及び機関回転速度等、機関運転状態に基づいて設定されるスロットルバルブ２０の目標開度θａが読み込まれる（ステップ１００）。次に、スロットルセンサ３０の検出信号に基づいてスロットルバルブ２０の実開度θｂが読み込まれる（ステップ１１０）。
【００５２】
そして次に、目標開度θａを周期変動させる際の変動量Δθａが算出される（ステップ１２０）。この変動量Δθａは、図４に示されるように、所定値θ０（例えば「０°」）をその基準とし、最大値Δθａｍａｘと所定値θ０との間で所定の周期Ｔをもって変動する値として設定される。ここで、上記最大値Δθａｍａｘ、即ち変動量Δθａの変動幅は例えば「２°」に設定され、上記周期Ｔは内燃機関１０の振動の周期よりも十分に大きい例えば「２秒」に設定されている。また、同図４に示されるように、変動量Δθａは、その時間的な推移が三角波状をなすように設定されている。
【００５３】
このようにして変動量Δθａが算出された後、目標開度θａが所定の基準開度θｃ近傍にあるか否かが判断される（ステップ１３０）。この判断は例えば次の条件式（１）が成立しているか否かに基づいて行われる。
θｃ−α≦θａ≦θｃ＋α  ・・・（１）
なお上記条件式（１）において基準開度θｃは、この条件式（１）が成立する直前の目標開度θａの大きさと等しい。また、「α」は定数であり、例えば「０．５°」に設定されている。
【００５４】
ここで、上記条件式（１）が成立していないと判断された場合には（ステップ１３０：ＮＯ）、現在の目標開度θａが新たな基準開度θｃとして設定される（ステップ１７０）。
【００５５】
一方、先のステップ１３０において上記条件式（１）が成立していると判断された場合には、次にこの条件式（１）が成立するようになった時点から所定期間が経過しているか否かが判断される（ステップ１３５）。ここで、所定期間が経過していると判断された場合には（ステップ１３５：ＹＥＳ）、現在の目標開度θａの単位変動量に対する機関出力ＥＴの変動量（機関出力変動量）ΔＥＴが所定値以下であるか否かが判断される（ステップ１４０）。
【００５６】
図６は、こうした目標開度θａと、その機関出力変動量ΔＥＴとの関係を示すグラフである。同図に示されるように、この機関出力変動量ΔＥＴは、目標開度θａが大きくなり全開に近づくほど小さくなる傾向がある。これは、スロットルバルブ２０の開度が相対的に大きくなるほど、その開度変化に伴う吸入空気量の変化が小さくなり、その吸入空気量の変化による機関出力の変動量も小さいものとなるためである。また、スロットルバルブ２０の開度が全開近傍になり、バルブ本体２２がバルブシャフト２１の投影領域（図２において二点鎖線により挟まれる領域）内に存在するようになると、その開度変化に伴う吸入空気量の変化も一層小さなものとなる。
【００５７】
電子制御装置５０は、こうした特性に基づき、上記ステップ１４０の判断に際して目標開度θａが所定の判定開度θｅ以上であるときに、上記機関出力変動量ΔＥＴが所定値以下である旨判断するようにしている。なお上記判定開度θｅは、スロットルバルブ２０のバルブ本体２２がバルブシャフト２１の上記投影領域に存在するようになる開度（例えば「８０°」）に設定されている。
【００５８】
このステップ１４０において、現在の目標開度θａに対応する機関出力変動量ΔＥＴが所定値以下である旨判断された場合、すなわち目標開度θａが上記判定開度θｅ以上である旨判断された場合、次の演算式（２）に基づいて目標開度θａが再設定される（ステップ１５０）。
目標開度θａ←［現在の目標開度θａ］＋変動量Δθａ  ・・・（２）
このようにして目標開度θａが再設定された後、スロットルセンサ３０により検出されるスロットルバルブ２０の実開度θｂとこの再設定された目標開度θａとが一致するように、スロットルモータ４０が電子制御装置５０によって駆動制御される（ステップ１６０）。なお、この駆動制御に際しては、再設定された目標開度θａが全開（９０°）超える場合であっても、その目標開度θａと実開度θｂとが一致するようにスロットルモータ４０が駆動制御される。
【００５９】
一方、先のステップ１７０の処理が実行された後、或いは、ステップ１３５において所定期間が経過していないと判断された場合（ステップ１３５：ＮＯ）、並びに現在の目標開度θａに対応する機関出力変動量ΔＥＴが所定値を超えている旨判断された場合（ステップ１４０：ＮＯ）には、目標開度θａの再設定（ステップ１５０）が行われることなく、上記ステップ１６０の処理が行われる。すなわちこの場合には、先のステップ１００において読み込まれた機関運転状態に基づく目標開度θａに応じてスロットルモータ４０が駆動制御される。
【００６０】
このようにステップ１６０においてスロットルモータ４０が駆動制御された後、この一連の処理は一旦終了される。
図７は、上記一連の処理に基づく目標開度θａの変化態様の一例を示すタイミングチャートである。
【００６１】
同図に示されるように、目標開度θａが上記判定開度θｅ以上の範囲で一定に保持され、上記条件式（１）が成立するようになったとき（タイミングｔ１）から所定期間が経過すると（タイミングｔ２）、それ以降は、上記変動量Δθａに基づいて目標開度θａが再設定されるようになる。このため、アクセル開度及び機関回転速度等、機関運転状態に基づく目標開度θａ（同図の二点鎖線参照）が一定に保持されていても、スロットルバルブ２０の開度はこの再設定された目標開度θａの変動に合わせて周期変動するようになる。
【００６２】
したがって上記駆動ギア４１及び被動ギア４２の各噛合部位が常に変化するようになり、また、各検出パターン３２３，３２４上における接触子３３２の位置も常に変化するようになる。その結果、内燃機関１０の振動が伝達されていても、これら噛合部位や各検出パターン３２３，３２４の局所的な摩耗は抑制されるようになる。
【００６３】
また、目標開度θａが判定開度θｅ以上であり、同目標開度θａに応じた機関出力変動量ΔＥＴが所定値以下であることを条件に、スロットルバルブ２０の開度を周期変動させるようにしているため、スロットルバルブ２０の開度は上記判定開度θｅから全開までの範囲内で変化するようになり、その周期変動に伴う機関出力の変動が小さく抑えられるようになる。したがって、スロットルバルブ２０の開度が周期変動するのに伴う機関出力の変動が抑えられ、内燃機関１０の運転に及ぼす悪影響が抑制されるようになる。
【００６４】
一方、機関運転状態に基づき設定される目標開度θａが変化し、上記条件式（１）が成立しなくなると（図７のタイミングｔ３）、上記変動量Δθａに基づく目標開度θａの再設定が行われなくなる。したがってその後は、スロットルバルブ２０の開度が機関運転状態に基づく目標開度θａと一致するように、スロットルモータ４０が駆動制御されるようになる。
【００６５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができるようになる。
（１）アクセル開度及び機関回転速度等、機関運転状態に基づく目標開度θａが一定に保持されるような場合であっても、内燃機関１０の運転に及ぼす悪影響を抑えつつ、上記駆動ギア４１及び被動ギア４２の各噛合部位や、スロットルセンサ３０の各検出パターン３２３，３２４における偏摩耗の発生を抑制することができるようになる。
【００６６】
（２）また、スロットルバルブ２０の開度を周期変動させるに際し、機関運転状態に基づく目標開度θａが所定期間一定に保持されていることをその実行条件とするようにし、上記駆動ギア４１及び被動ギア４２の各噛合部位や、スロットルセンサ３０の各検出パターン３２３，３２４に偏摩耗が発生し易い状況下においてのみ、スロットルバルブ２０の開度を周期変動させるようにしているため、機関出力の変動等、内燃機関１０の運転に対する悪影響を極力抑制することができるようになる。
【００６７】
［第２の実施形態］
次に、この発明の第２の実施形態について上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態以下の各実施形態において、上述の実施形態と同様の構成等については説明を割愛する。
【００６８】
一般に、筒内燃料噴射式の内燃機関では、その燃焼形態が希薄燃焼に切り替えられると、機関出力が基本的に燃料噴射量によって調節されるようになり、スロットルバルブの開度は全開近傍の開度に保持されるようになる。このため、前述したような上記駆動ギア４１及び被動ギア４２の各噛合部位や、スロットルセンサ３０の各検出パターン３２３，３２４における偏摩耗は、希薄燃焼時にスロットルバルブ２０の開度が全開近傍に保持されるときに特に発生し易い。
【００６９】
そこで、この実施形態では、上記目標開度θａが全開近傍の開度であるときに、スロットルバルブ２０の開度を全開近傍で周期変動させるようにしている。
以下、本実施形態における開度制御の具体的な処理手順について図８に示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートに示される一連の処理は、電子制御装置５０により所定周期毎の割込処理として実行される。なお、図８に示される各ステップのうち、先の図５のフローチャートと同一の符号を付したものについては、その処理内容が同じであるため説明を省略する。
【００７０】
この一連の処理において、ステップ１００〜１２０の処理が実行されると、次に機関運転状態に基づく目標開度θａが所定開度θ１より大きいか否かが判断される（ステップ１３２）。この所定開度θ１は、目標開度θａが全開近傍の開度であるか否かを判断するためのものであり、全開（「９０°」）よりも僅かに小さい例えば「８８°」に設定されている。
【００７１】
ここで目標開度θａが所定開度θ１よりも大きいと判断されると（ステップ１３２：ＹＥＳ）、次の演算式（３）に基づいて目標開度θａが再設定される（ステップ１５５）。
目標開度θａ←所定開度θ１＋変動量Δθａ  ・・・（３）
このようにして目標開度θａが再設定された後、スロットルセンサ３０により検出されるスロットルバルブ２０の実開度θｂとこの再設定された目標開度θａとが一致するように、スロットルモータ４０が電子制御装置５０によって駆動制御される（ステップ１６０）。
【００７２】
ここで、上記演算式（３）に基づいて再設定される目標開度θａは、所定開度θ１が「８８°」に設定され、また上記最大値Δθａｍａｘが「２°」に設定されていることから、「８８°〜９０°」の範囲で周期変動するようになる。このため、アクセル開度及び機関回転速度等、機関運転状態に基づく目標開度θａが一定に保持されていても、スロットルバルブ２０の開度はこの再設定された目標開度θａの変動に合わせて周期変動するようになる。したがって、上記駆動ギア４１及び被動ギア４２の各噛合部位が常に変化するようになり、また、各検出パターン３２３，３２４上における接触子３３２の位置も常に変化するようになる。その結果、内燃機関１０の振動が伝達されていても、これら噛合部位や各検出パターン３２３，３２４の局所的な摩耗は抑制されるようになる。
【００７３】
また、目標開度θａが全開近傍の開度であることを条件に、スロットルバルブ２０の開度を全開近傍（「８８°〜９０°」）で周期変動させるようにしているため、その周期変動に伴う機関出力の変動が小さく抑えられるようになる。したがってスロットルバルブ２０の開度が周期変動するのに伴う機関出力の変動が抑えられ、内燃機関１０の運転に及ぼす悪影響が抑制されるようになる。
【００７４】
一方、先のステップ１３２において、目標開度θａが所定開度θ１以下であると判断された場合には（ステップ１３２：ＮＯ）、目標開度θａの再設定（ステップ１５５）が行われることなく、上記ステップ１６０の処理が行われる。すなわちこの場合には、先のステップ１００において読み込まれた機関運転状態に基づく目標開度θａに応じてスロットルモータ４０が駆動制御される。
【００７５】
このようにステップ１６０においてスロットルモータ４０が駆動制御された後、この一連の処理は一旦終了される。
以上説明した本実施形態においても第１の実施形態において示した上記（１）と同等の作用効果を奏することができるようになる。
【００７６】
さらに以上説明した本発明の第１及び第２の実施形態は、以下のようにその構成を変更して実施することもできる。
・上記第１の実施形態では、（イ）目標開度θａに応じた機関出力変動量ΔＥＴが所定値以下であり、かつ、（ロ）同目標開度θａが所定期間一定に保持されていることを条件に、スロットルバルブ２０の開度を周期変動させるようにしたが、例えば、条件（ロ）が成立しているか否かによらず、上記条件（イ）が成立したときに常に、スロットルバルブ２０の開度を周期変動させるようにしてもよい。
【００７７】
・第２の実施形態では、目標開度θａが全開近傍の開度になったことを条件に、スロットルバルブ２０の開度を周期変動させるようにしたが、例えば、目標開度θａが全開近傍の開度に所定期間保持されていることをさらに条件として、スロットルバルブ２０の開度を周期変動させるようにしてもよい。
【００７８】
この場合には、例えば図８に示すステップ１３２において肯定判断された後、目標開度θａが所定開度θ１を超えるようになってから所定期間が経過したか否かを判断し、同所定期間が経過した旨判断されるときにのみ、ステップ１５５において目標開度θａを再設定するようにする。
【００７９】
このようにすれば、上記駆動ギア４１及び被動ギア４２の各噛合部位や、スロットルセンサ３０の各検出パターン３２３，３２４における偏摩耗が発生し易い状況下においてのみ、同スロットルバルブ２０の開度を周期変動させることにより、機関出力の変動等、内燃機関の運転に及ぼす悪影響を極力抑制することができるようになる。
【００８０】
・上述のように目標開度θａが小さくなるほどに、その目標開度θａに応じた機関出力変動量ΔＥＴは大きくなる（図６参照）。そこで上記各実施形態では上記変動量Δθａの変動幅を一定値（「２°」）に設定するようにしたが、例えば目標開度θａが小さいときほど上記変動幅を小さくするなど、上記変動幅を同目標開度θａに基づいて可変設定するようにしてもよい。このようにすれば、スロットルバルブ２０の開度を周期変動させることに伴う機関出力の変動を一層好適に抑えつつ、偏摩耗の発生を抑制することができるようになる。また、上記周期Ｔについても同様に、目標開度θａに基づいて可変設定することができる。
【００８１】
・上記各実施形態において、機関回転速度の変動等から機関出力の変動量を推定し、この機関出力の変動量に応じて上記変動量Δθａの変動幅や周期Ｔを適宜変更するようにしてもよい。
【００８２】
［第３の実施形態］
次に、この発明の第３の実施形態について上記各実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８３】
スロットルバルブの全開位置は他の開度位置に比して、その設定頻度が高くなる傾向にあり、しかもその設定時の機関振動は大きいため、そうした全開位置に相当するスロットルバルブの実開度では上記偏摩耗が極めて発生し易くなる。そこで本実施形態では、そうした全開位置に相当するスロットルバルブの実開度を周期的に変更することで、そうした偏摩耗の発生を抑えるようにしている。
【００８４】
以下、本実施形態における開度制御の具体的な処理手順について図９に示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートに示される一連の処理は、電子制御装置５０により所定周期毎の割込処理として実行される。
【００８５】
この一連の処理では、まず上記全開位置に相当するスロットルバルブ２０の実開度を示すスロットル全開位置ＷＯＴの変更条件成立の有無が判断される（Ｓ２００）。本実施形態では、電子制御装置５０は、その演算負荷の小さい機関始動直後であることをもって、その変更条件成立と判断している。
【００８６】
ちなみに本実施形態では、機関運転状態に応じて算出された目標開度θａの演算値がそのスロットル全開位置ＷＯＴを超える場合には、同全開位置ＷＯＴを最終的な目標開度θａの値として上記スロットルモータ４０の駆動制御を実施している。すなわち、スロットル全開位置ＷＯＴは、上記目標開度θａの上限ガード値として用いられている。したがって、全開位置ＷＯＴの値は、上記全開位置に相当するスロットルバルブ２０の実開度を規定するパラメータとなっている。
【００８７】
ここで変更条件が成立していれば（Ｓ２００：ＹＥＳ）、電子制御装置５０は、続くステップ２１０において、カウンタＣｗｏｔの値が所定値を超えているか否かを判断する。
【００８８】
カウンタＣｗｏｔの値は、本処理の実行時に目標開度θａが全開位置ＷＯＴ以上であれば、その値Ｃｗｏｔがインクリメントされるようになっている（Ｓ２６０，２７０）。また全開位置ＷＯＴの更新がなされれば（Ｓ２２０）、その値Ｃｗｏｔがクリアされるようになっている。したがってカウンタＣｗｏｔの値は、前回のスロットル全開位置ＷＯＴの更新後において目標開度θａがその全開位置ＷＯＴに設定された時間の総量に、すなわち現状の全開位置ＷＯＴにおけるスロットルバルブ２０の総使用時間に相当する。
【００８９】
そして電子制御装置５０は、カウンタＣｗｏｔの値が所定値を超えていれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、全開位置ＷＯＴの値の更新処理を実施する（Ｓ２２０〜２５０）。すなわち本実施形態では、機関始動時、低回転数時、または定常走行時のような電子制御装置５０の演算負荷の小さい状況にあって、かつ現状の全開位置ＷＯＴでのスロットルバルブ２０の総使用時間が所定時間を超えているときに、全開位置ＷＯＴの更新を行っている。そしてその更新処理は、以下のように行われる。
【００９０】
本実施形態では、全開位置ＷＯＴの値をその更新の都度、所定値αずつ加算するようにしている（Ｓ２２０）。ただし、全開位置ＷＯＴには上限値ＷＯＴｍｘが定められている。そして上記加算の結果、全開位置ＷＯＴの値がその上限値ＷＯＴｍｘを超えるときには（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、全開位置ＷＯＴの値はその初期値ＷＯＴｉに設定される（Ｓ２４０）。よって本実施形態では、全開位置ＷＯＴの値は、同値ＷＯＴでのスロットルバルブ２０の使用時間に応じて、大きくは図１０に例示するような態様で推移する。そしてその結果、機関運転状態に応じて算出された目標開度θａの演算値と、最終的にスロットル開度制御に使用されるその最終値との対応関係は、図１１に例示されるように全開位置ＷＯＴの設定値に応じて変化する。
【００９１】
以上のようにして全開位置ＷＯＴを周期的に更新することで、全開位置に相当するスロットルバルブ２０の実開度が長期に亘って一定保持されることが回避され、上記偏摩耗が抑制される。
【００９２】
なお本実施形態では、全開位置ＷＯＴの取り得る範囲を規定する初期値ＷＯＴｉ及び上限値ＷＯＴｍｘは、本処理での全開位置ＷＯＴの変更による機関出力の変動を、機関運転を好適に保持可能な所定の範囲内に留めるように設定されている。例えば、それらの値ＷＯＴｉ，ＷＯＴｍｘの双方を、図２に例示したようなバルブ本体２２がバルブシャフト２１の投影領域内の開度に設定しておけば、全開位置ＷＯＴの変更に拘わらず、同全開位置ＷＯＴ使用時の吸入空気量の変化も一層小さいものとなる。これにより、かかる全開位置ＷＯＴの変更に伴う機関最大出力の変化を好適に抑えることができる。
【００９３】
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができるようになる。
（１）本実施形態では、全開位置に相当するスロットルバルブ２０の実開度を周期的に変更しているため、目標開度θａが全開位置に保持される頻度が高くても、同バルブ２０の実開度が一定の開度に保持される頻度は比較的低く抑えられる。このため、上記駆動ギア４１及び被動ギア４２の各噛合部位や、スロットルセンサ３０の各検出パターン３２３，３２４における偏摩耗の発生を効果的に抑制できる。また、スロットルバルブ２０の開度変更に伴う機関出力の変化の相対的に小さい全開位置を変更しているのみであるため、そうした偏摩耗抑制にかかる制御が機関運転に与える影響も極力抑えられる。
【００９４】
（２）本実施形態では、電子制御装置５０の演算負荷の小さい機関始動時に、上記全開位置ＷＯＴの周期的な変更にかかる処理を実施している。このため、同処理の実施時における電子制御装置５０の演算負荷の過剰増加を好適に回避できる。
【００９５】
（３）本実施形態では、現状の全開位置ＷＯＴでのスロットルバルブ２０の総使用時間が所定時間を過ぎるとその全開位置ＷＯＴの値を更新するようにしている。このため、全開位置に相当するスロットルバルブ２０の実開度を適切な時期に変更でき、上記偏摩耗の発生をより好適に抑制できる。
【００９６】
（４）本実施形態では、そうした全開位置に相当する実開度の変更の範囲を、その変更に伴う機関出力の変化量が所定値以内となるように設定している。このため、上記全開位置相当の実開度の変更に伴う機関最大出力の変化も好適に抑えられる。
【００９７】
以上説明した本実施形態は、次のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、（イ）機関始動時であって、かつ（ロ）現状の全開位置ＷＯＴでのスロットルバルブ２０の総使用時間が所定時間を超えるとき、その全開位置ＷＯＴを変更しているが、（イ）のみ又は（ロ）のみの成立に応じて全開位置ＷＯＴを変更するようにしても良い。
【００９８】
・また機関始動時に限らず、例えばアイドル運転時のように電子制御装置５０の演算負荷の小さいときに上記全開位置ＷＯＴの変更を実施すれば、その実施時における電子制御装置５０の演算負荷の過剰増加を好適に回避して偏摩耗の発生を抑制することはできる。
【００９９】
・また上記実施形態では、スロットルバルブ２０の目標開度θａが全開位置ＷＯＴに設定されている時間を実際に測定して、その全開位置ＷＯＴの更新時期を決定しているが、例えば機関始動回数や機関運転時間などからその更新時期を決定するようにしても良い。その場合であれ、目標開度θａが全開位置ＷＯＴに設定されている時間をおおよそ推定することはでき、適度な周期で全開位置ＷＯＴを更新することはできる。
【０１００】
・また上記実施形態では、図１０に例示する態様で全開位置ＷＯＴを周期的に更新するようにしているが、その更新態様は任意に変更しても良い。要は全開位置ＷＯＴを周期的に更新して、目標開度θａの全開位置に相当するスロットルバルブ２０の実開度が一定に保持されないようにすれば、上記偏摩耗の発生を抑制することはできる。
【０１０１】
ちなみに以上説明した各実施形態では、筒内燃料噴射式内燃機関に設けられたスロットルバルブ２０の開度制御装置を例示したが、この発明は例えば吸気ポート噴射式内燃機関に設けられたスロットルバルブの開度を制御する装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スロットルバルブの開度制御装置の概略構成図。
【図２】吸気管及びスロットルバルブの断面構造を示す断面図。
【図３】スロットルセンサの概略構成図。
【図４】スロットルバルブの開度変動量の推移を示すタイミングチャート。
【図５】第１の実施形態におけるスロットルバルブの開度制御手順を示すフローチャート。
【図６】スロットルバルブの目標開度と機関出力変動量との関係を示すグラフ。
【図７】スロットルバルブの目標開度の推移を示すタイミングチャート。
【図８】第２の実施形態におけるスロットルバルブの開度制御手順を示すフローチャート。
【図９】第３実施形態における全開位置の変更制御手順を示すフローチャート。
【図１０】スロットル全開位置の推移を示すタイムチャート。
【図１１】スロットルバルブの目標値の演算値と最終値との対応関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１０…内燃機関、１２…吸気管、２０…スロットルバルブ、２１…バルブシャフト、２２…バルブ本体、３０…スロットルセンサ、３１…アクセルセンサ、３２…回転速度センサ、４０…スロットルモータ、４１…駆動ギア、４２…被動ギア、５０…電子制御装置、３１０…ハウジング、３４１〜３４４…端子、３２１〜３２４…検出パターン、３３１，３３２…接触子。
【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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