(57)【要約】【課題】運転者の意図を反映自在な態様でスロットルバルブを全閉開度へ導いて、フェールセーフ性を向上させると共に、スロットルセンサの異常の原因を正確に検知することが可能な電子制御スロットル装置を提供する。【解決手段】電子制御スロットル装置Ｓにおいては、ＥＣＵ１が、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出された際に、モータ１２を駆動することによってスロットルバルブ１１の開度を全閉方向に導く閉モード制御を制御モードの一つとして備え、ＥＣＵ１が、閉モード制御を実行する際に、アクセル指示開度ＡＰに基づく減衰特性ＭＸＭに従って、時間経過に伴いスロットルバルブ１１の開度を全閉方向に導くフィードバック制御を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブを駆動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、
アクセル操作部材による前記スロットルバルブの指示開度をアクセル指示開度として検出するアクセルセンサと、
前記アクセル指示開度に基づいて前記スロットルバルブの目標開度を算出し、前記スロットルバルブの前記開度が前記目標開度に一致するように前記アクチュエータをフィードバック制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記スロットルセンサの異常が検出された際に、前記アクチュエータを駆動することによって前記スロットルバルブの前記開度を全閉方向に導く閉モード制御を制御モードの一つとして備え、前記制御装置は、前記閉モード制御を実行する際に、前記アクセル指示開度に基づく減衰特性に従って、時間経過に伴い前記スロットルバルブの前記開度を前記全閉方向に導くフィードバック制御を実行することを特徴とする電子制御スロットル装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記閉モード制御用の前記フィードバック制御を実行する際に、前記スロットルセンサの前記異常が検出された際の前記アクセル指示開度から前記スロットルバルブの仮の目標開度を算出すると共に、前記仮の目標開度にオフセット値を加算した開度を疑似スロットル開度として算出し、前記疑似スロットル開度を前記仮の目標開度に収束させるようにフィードバック制御することによって前記スロットルバルブの前記開度を前記全閉方向に導くことを特徴とする請求項１に記載の電子制御スロットル装置。
【請求項３】
前記制御装置は、オフセット基本値にオフセット係数を乗算することによって、前記オフセット値を算出し、前記オフセット係数は、前記アクセル指示開度が所定開度以下である場合には一定値に設定されると共に、前記アクセル指示開度が前記所定開度より大きい場合には前記アクセル指示開度の増加に応じて減少する値に設定されることを特徴とする請求項２に記載の電子制御スロットル装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記スロットルバルブの前記目標開度に前記アクセル指示開度に応じた減衰特性係数を乗算することによって、前記仮の目標開度を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の電子制御スロットル装置。
【請求項５】
前記減衰特性係数は、前記アクセル指示開度が所定開度以下である場合には一定値に設定されると共に、所定開度より大きい場合にはアクセル指示開度の増加に応じて増加する値に設定されることを特徴とする請求項４に記載の電子制御スロットル装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記スロットルセンサの前記異常が検出された際の前記アクチュエータの制御量と前記閉モード制御の前記フィードバック制御中の前記アクチュエータの制御量とを比較し、前記閉モード制御の前記フィードバック制御中の前記アクチュエータの前記制御量が前記スロットルセンサの前記異常が検出された際の前記アクチュエータの前記制御量より大きいと判定された場合に、前記オフセット値を更に加算することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の電子制御スロットル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御スロットル装置に関し、特に、スロットル開度をアクセル指示開度に応じた目標スロットル開度に一致させるようにスロットルバルブをフィードバック制御する電子制御スロットル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アクセル指示開度に応じて目標スロットル開度を算出し、スロットルセンサによって検出される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、スロットルバルブを駆動するモータをフィードバック制御する電子制御スロットル装置が提案されている。このような電子制御スロットル装置では、スロットルセンサの異常を監視し、スロットルセンサの異常が検出された場合に、スロットルバルブを全閉位置に導く等制御して適正にフェールセーフ制御することが望ましい。
【０００３】
ところが、スロットルセンサが正常であっても、ノイズや電圧の瞬断等の影響によってスロットルセンサの出力が異常時と同様な出力を示す状態がある。一般的な電子制御スロットル装置によれば、このような状態は瞬間的なものであるのにもかかわらず、スロットセンサに異常が発生したと判定してしまうことがある。
【０００４】
かかる状況下で、特許文献１は、内燃機関のスロットル制御装置に関し、特に、出力異常が検出されてから所定時間経過するまでの間は目標スロットル開度へのスロットル開度のフィードバック制御を停止し、スロットルバルブを駆動するモータに所定の制御量を与え、所定時間経過後に出力異常が継続している場合にスロットルバルブを全閉位置に導く構成を提案している。
【０００５】
また、特許文献２は、スロットル装置及びそれを備えた自動二輪車に関し、特に、出力異常が検出された際に、目標スロットル開度がスロットル開度未満である場合には、運転者が急減速を意図していると判断し、目標スロットル開度に追従するようにスロットルバルブを駆動し、一方で、目標スロットル開度がスロットル開度以上である場合には、スロットルバルブを全閉位置に導く構成を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０６７０６２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３３２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成においては、所定時間経過後に出力異常が継続していなかった場合において、スロットル開度のフィードバック制御に復帰する際に、フィードバック変数は正常であるのにもかかわらず、フィードバック変数が初期化されており、その前回値が存在しない。このため、かかる構成においては、スロットル開度のフィードバック制御に復帰する際に、スロットルバルブの駆動に遅れが発生する傾向にあり、改良の余地がある。
【０００８】
また、特許文献２の構成においては、異常が検知されたスロットルセンサからの出力に基づいて制御を行っているために、フェールセーフ制御自体の信頼性が低下する傾向にあり、改良の余地がある。
【０００９】
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、運転者の意図を反映自在な態様でスロットルバルブを全閉開度へ導いて、フェールセーフ性を向上させると共に、スロットルセンサの異常の原因を正確に検知することが可能な電子制御スロットル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】
【００１０】
以上の目的を達成するべく、本発明は、第１の局面においては、スロットルバルブを駆動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、アクセル操作部材による前記スロットルバルブの指示開度をアクセル指示開度として検出するアクセルセンサと、前記アクセル指示開度に基づいて前記スロットルバルブの目標開度を算出し、前記スロットルバルブの前記開度が前記目標開度に一致するように前記アクチュエータをフィードバック制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記スロットルセンサの異常が検出された際に、前記アクチュエータを駆動することによって前記スロットルバルブの前記開度を全閉方向に導く閉モード制御を制御モードの一つとして備え、前記制御装置は、前記閉モード制御を実行する際に、前記アクセル指示開度に基づく減衰特性に従って、時間経過に伴い前記スロットルバルブの前記開度を前記全閉方向に導くフィードバック制御を実行する電子制御スロットル装置である。
【００１１】
また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記制御装置は、前記閉モード制御用の前記フィードバック制御を実行する際に、前記スロットルセンサの前記異常が検出された際の前記アクセル指示開度から前記スロットルバルブの仮の目標開度を算出すると共に、前記仮の目標開度にオフセット値を加算した開度を疑似スロットル開度として算出し、前記疑似スロットル開度を前記仮の目標開度に収束させるようにフィードバック制御することによって前記スロットルバルブの前記開度を前記全閉方向に導くことを第２の局面とする。
【００１２】
また、本発明は、かかる第２の局面に加えて、前記制御装置は、オフセット基本値にオフセット係数を乗算することによって、前記オフセット値を算出し、前記オフセット係数は、前記アクセル指示開度が所定開度以下である場合には一定値に設定されると共に、前記アクセル指示開度が前記所定開度より大きい場合には前記アクセル指示開度の増加に応じて減少する値に設定されることを第３の局面とする。
【００１３】
また、本発明は、かかる第２又は第３の局面に加えて、前記制御装置は、前記スロットルバルブの前記目標開度に前記アクセル指示開度に応じた減衰特性係数を乗算することによって、前記仮の目標開度を算出することを第４の局面とする。
【００１４】
また、本発明は、かかる第４の局面に加えて、前記減衰特性係数は、前記アクセル指示開度が所定開度以下である場合には一定値に設定されると共に、所定開度より大きい場合にはアクセル指示開度の増加に応じて増加する値に設定されることを第５の局面とする。
【００１５】
また、本発明は、かかる第２から第５の局面に加えて、前記制御装置は、前記スロットルセンサの前記異常が検出された際の前記アクチュエータの制御量と前記閉モード制御の前記フィードバック制御中の前記アクチュエータの制御量とを比較し、前記閉モード制御の前記フィードバック制御中の前記アクチュエータの前記制御量が前記スロットルセンサの前記異常が検出された際の前記アクチュエータの前記制御量より大きいと判定された場合に、前記オフセット値を更に加算することを第６の局面とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の局面における電子制御スロットル装置においては、制御装置が、スロッ
トルセンサの異常が検出された際に、アクチュエータを駆動することによってスロットルバルブの開度を全閉方向に導く閉モード制御を制御モードの一つとして備え、制御装置が、閉モード制御を実行する際に、アクセル指示開度に基づく減衰特性に従って、時間経過に伴いスロットルバルブの開度を全閉方向に導くフィードバック制御を実行することにより、運転者の意図を反映自在な態様でスロットルバルブを全閉開度へ導くことができ、フェールセーフ性を向上することができると共に、スロットルセンサの真の異常の原因を調べて検知することができる。
【００１７】
本発明の第２の局面における電子制御スロットル装置においては、制御装置が、閉モード制御用のフィードバック制御を実行する際に、スロットルセンサの異常が検出された際のアクセル指示開度からスロットルバルブの仮の目標開度を算出すると共に、仮の目標開度にオフセット値を加算した開度を疑似スロットル開度として算出し、疑似スロットル開度を仮の目標開度に収束させるようにフィードバック制御することによってスロットルバルブの開度を全閉方向に導くものであるため、実際のスロットル開度に近い特性の疑似スロットル開度を他のパラメータの影響を受けずに算出でき、スロットルバルブが開き方向へ駆動されることを確実に排して、フェールセーフ性をより向上することができる。
【００１８】
本発明の第３の局面における電子制御スロットル装置においては、制御装置が、オフセット基本値にオフセット係数を乗算することによって、オフセット値を算出し、オフセット係数が、アクセル指示開度が所定開度以下である場合には一定値に設定されると共に、アクセル指示開度が所定開度より大きい場合にはアクセル指示開度の増加に応じて減少する値に設定されるものであるため、アクセル指示開度に応じてフィードバック制御の制御偏差が設定でき、疑似スロットル開度が仮の目標開度に収束する速度に対して車両の運転者の意思を反映させることができる。
【００１９】
本発明の第４の局面における電子制御スロットル装置においては、制御装置が、スロットルバルブの目標開度にアクセル指示開度に応じた減衰特性係数を乗算することによって、仮の目標開度を算出するものであるため、疑似スロットル開度が収束すべき仮の目標開度に対して車両の運転者の意思を反映させることができる。
【００２０】
本発明の第５の局面における電子制御スロットル装置においては、減衰特性係数が、アクセル指示開度が所定開度以下である場合には一定値に設定されると共に、所定開度より大きい場合にはアクセル指示開度の増加に応じて増加する値に設定されるものであるため、疑似スロットル開度が収束すべき仮の目標開度に対して車両の運転者の意思をより正確に反映させることができる。
【００２１】
本発明の第６の局面における電子制御スロットル装置においては、制御装置が、スロットルセンサの異常が検出された際のアクチュエータの制御量と閉モード制御のフィードバック制御中のアクチュエータの制御量とを比較し、閉モード制御のフィードバック制御中のアクチュエータの制御量がスロットルセンサの異常が検出された際のアクチュエータの制御量より大きいと判定された場合に、オフセット値を更に加算するものであるため、アクチュエータの制御量が増大するような状態であっても、スロットルバルブが開き方向へ駆動されることを確実に排して、フェールセーフ性をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施形態における電子制御スロットル装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す電子制御スロットル装置のフェールセーフ制御モード時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電子制御スロットル装置につき、詳細に説明する。
【００２４】
〔電子制御スロットル装置の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の実施形態における電子制御スロットル装置の構成につき、詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態における電子制御スロットル装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態における電子制御スロットル装置Ｓは、図示を省略する車両、典型的には自動二輪車に搭載され、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１を備えている。ＥＣＵ１は、かかる車両に搭載された図示を省略するバッテリーから供給される電力を利用して動作し、車両の各種構成要素を制御自在な制御装置であり、いずれも図示を省略する演算装置やメモリー等を備える。ＥＣＵ１は、アクチュエータ駆動回路２、スロットル異常検出器３、スロットル目標開度算出部４、及びフェールセーフ制御部５を各々機能ブロックとして備える。
【００２７】
更に、電子制御スロットル装置Ｓは、車両の図示を省略する内燃機関の吸気系に配設されてモータ１２で駆動されるスロットルバルブ１１の開度を検出する２つのスロットルセンサ１３ａ、１３ｂ、及び車両のアクセルグリップ１５の操作量を検出するアクセルセンサ１４を備える。ここで、モータ１２は、スロットルバルブ１１を駆動するアクチュエータである。なお、スロットルセンサの個数は、もちろん２個に限定されるものではなく、単数であってもよいし、３個以上であってもよい。また、アクセルグリップ１５は、アクセル操作部材であり、その態様はグリップに限定されるものではなく、例えば車両が四輪自動車である場合には、アクセルグリップ１５は、アクセルペダルの態様となる。
【００２８】
アクチュエータ駆動回路２は、スロットルバルブ１１を駆動するモータ１２を駆動することによって、スロットルバルブ１１を、その開度が所要の開度になるように駆動するものであり、特に、スロットルバルブ１１を、その開度がフェールセーフ制御部５から指示された開度になるように制御自在である。
【００２９】
スロットル異常検出器３は、スロットルバルブ１１の開度を検出するスロットルセンサ１３ａ、１３ｂからの出力信号ＴＰＳ１、ＴＰＳ２に基づいてスロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常を検出するものである。スロットル異常検出器３が２つのスロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常を検出した場合には、スロットル異常検出器３は、異常検出信号をフェールセーフ制御部５に出力する。ここで、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常には、スロットルバルブ１１の動作に関する電気異常及び機械的異常を含む。
【００３０】
スロットル目標開度算出部４は、アクセルセンサ１４によって検出されたアクセルグリップ１５の操作量に対応するスロットルバルブ１１の指示開度（以下、アクセル指示開度と記す）ＡＰに基づいて、スロットルバルブ１１の目標開度ＴＨＴを算出して、その算出された目標開度ＴＨＴを仮スロットル目標開度算出部５２に出力する。
【００３１】
フェールセーフ制御部５は、減衰特性係数算出部５１、仮スロットル目標開度算出部５２、オフセット基本値算出部５３、オフセット係数算出部５４、オフセット加算値算出部５５、疑似スロットル開度算出部５６、スロットルバルブ開度フィードバック制御部５７、アクチュエータ制御量算出部５８、及びアクチュエータ制御量比較部５９を備える。フェールセーフ制御部５は、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常がスロットル異常検出器３によって検出された際に、アクチュエータ駆動回路２を介してモータ１２を駆動する
ことにより、スロットルバルブ１１の開度を全閉方向に導く閉モード制御であるフェールセーフモード制御を実行するものである。
【００３２】
減衰特性係数算出部５１は、アクセル指示開度ＡＰと、詳細は後述する仮スロットル目標開度ＴＲＧの算出処理に用いられる減衰特性係数ＭＸＭと、の対応関係を示す減衰特性係数テーブルを備えている。減衰特性係数テーブルは、スロットルバルブ１１の角速度についての係数である減衰係数を与えるためのものであり、このテーブルでは、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下である場合には、減衰特性係数ＭＸＭが１未満の一定値ＭＸＭ０であり、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲより大きい場合には、減衰特性係数ＭＸＭがアクセル指示開度ＡＰの増加に応じて一定値ＭＸＭ０から漸次大きくなる１未満の値である。減衰特性係数算出部５１は、アクセルセンサ１４によって検出されたアクセル指示開度ＡＰに対応する減衰特性係数ＭＸＭを減衰特性係数テーブルから読み出し、その読み出された減衰特性係数ＭＸＭを仮スロットル目標開度算出部５２に出力する。なお、かかる減衰特性係数テーブルは、ＥＣＵ１内のメモリーに予め格納されている。
【００３３】
仮スロットル目標開度算出部５２は、スロットル目標開度算出部４により算出されたスロットルバルブ１１の目標開度ＴＨＴに減衰特性係数算出部５１により求められた減衰特性係数ＭＸＭを乗算した値（ＴＨＴ＊ＭＸＭ）を仮スロットル目標開度ＴＲＧとして算出し、その算出された仮スロットル目標開度ＴＲＧをオフセット基本値算出部５３、疑似スロットル開度算出部５６、及びスロットルバルブ開度フィードバック制御部５７に各々出力する。
【００３４】
ここで、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下である場合には、減衰特性係数ＭＸＭが１未満の一定値ＭＸＭ０となるから、仮スロットル目標開度ＴＲＧは、目標開度ＴＨＴよりも小さな値となる。一方で、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲより大きい場合には、減衰特性係数ＭＸＭがアクセル指示開度ＡＰの増加に応じて、一定値ＭＸＭ０から漸次大きくなる１未満の値となるから、仮スロットル目標開度ＴＲＧは、アクセル指示開度ＡＰの増加に応じて、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下である場合における目標開度ＴＨＴよりも小さな値から、目標開度ＴＨＴに漸近していく値となる。
【００３５】
オフセット基本値算出部５３は、仮スロットル目標開度算出部５２により算出された仮スロットル目標開度ＴＲＧと、詳細は後述する疑似スロットル開度ＰＴＨの算出処理に用いられるオフセット基本値ＤＰＴと、の対応関係を示すオフセット基本値テーブルを備えている。このテーブルでは、オフセット基本値ＤＰＴが仮スロットル目標開度ＴＲＧの増加に応じて増加するように、設定されている。オフセット基本値算出部５３は、仮スロットル目標開度算出部５２によって算出された仮スロットル目標開度ＴＲＧに対応するオフセット基本値ＤＰＴをオフセット基本値テーブルから読み出し、その読み出されたオフセット基本値ＤＰＴを疑似スロットル開度算出部５６に出力する。なお、かかるオフセット基本値テーブルは、ＥＣＵ１内のメモリーに予め格納されている。
【００３６】
オフセット係数算出部５４は、アクセル指示開度ＡＰと、疑似スロットル開度ＰＴＨの算出処理に用いられるオフセット係数ＭＤＰと、の対応関係を示すオフセット係数テーブルを備えている。このテーブルでは、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下である場合には、オフセット係数ＭＤＰが１である一定値であり、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲより大きい場合には、オフセット係数ＭＤＰがアクセル指示開度ＡＰの増加に応じてかかる一定値より小さい１未満の値に減少するように設定されている。オフセット係数算出部５４は、アクセルセンサ１４によって検出されたアクセル指示開度ＡＰに対応するオフセット係数ＭＤＰをオフセット係数テーブルから読み
出し、その読み出されたオフセット係数ＭＤＰを疑似スロットル開度算出部５６に出力する。なお、かかるオフセット係数テーブルは、ＥＣＵ１内のメモリーに予め格納されている。
【００３７】
オフセット加算値算出部５５は、仮スロットル目標開度ＴＲＧと、疑似スロットル開度ＰＴＨの算出処理に用いられるオフセット加算値ＤＤＰと、の対応関係を示すオフセット加算値テーブルを備えている。このテーブルでは、オフセット加算値ＤＤＰが、仮スロットル目標開度ＴＲＧの増加に応じて増加するように設定されている。オフセット加算値算出部５３は、フェールセーフモード制御中におけるモータ１２の駆動制御量ＭＤＡがスロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出された際のモータ１２の駆動制御量ＭＤＸより大きい場合に、仮スロットル目標開度算出部５２によって算出された仮スロットル目標開度ＴＲＧに対応するオフセット加算値ＤＤＰをオフセット加算値テーブルから読み出し、その読み出されたオフセット加算値ＤＤＰを疑似スロットル開度算出部５６に出力する。なお、かかるオフセット加算値テーブルは、ＥＣＵ１内のメモリーに予め格納されている。
【００３８】
疑似スロットル開度算出部５６は、仮スロットル目標開度算出部５２により算出された仮スロットル目標開度ＴＲＧ、オフセット基本値算出部５３により求められたオフセット基本値ＤＰＴ、オフセット係数算出部５４により求められたオフセット係数ＭＤＰ、及びオフセット加算値算出部５５により求められたオフセット加算値ＤＤＰを以下に示す数式（数１）に代入することによって、疑似スロットル開度ＰＴＨを算出する。ここで、オフセット基本値ＤＰＴとオフセット加算値ＤＤＰとの和にオフセット係数ＭＤＰを乗算した値が、仮スロットル目標開度ＴＲＧに加算されるオフセット値である。疑似スロットル開度算出部５６は、その算出された疑似スロットル開度ＰＴＨをスロットルバルブ開度フィードバック制御部５７に出力する。
【００３９】
【数１】
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【００４０】
ここで、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下である場合には、オフセット係数ＭＤＰは１である一定値であるから、仮スロットル目標開度ＴＲＧには、オフセット基本値ＤＰＴとオフセット加算値ＤＤＰとの和であるオフセット値がそのまま加算され、それに対応して、疑似スロットル開度ＰＴＨは、仮スロットル目標開度ＴＲＧよりも大きな値となる。一方で、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲより大きい場合には、オフセット係数ＭＤＰがアクセル指示開度ＡＰの増加に応じて１である一定値より小さい１未満の値に減少しているから、仮スロットル目標開度ＴＲＧには、オフセット基本値ＤＰＴとオフセット加算値ＤＤＰとの和であるオフセット値にその１未満の値であるオフセット係数ＭＤＰを乗算した値、つまりアクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下である場合の加算値よりも小さな値が加算されることになり、それに対応して、疑似スロットル開度ＰＴＨは、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下である場合のものよりも小さな値であって、かつ仮スロットル目標開度ＴＲＧよりも大きな値となる。つまり、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲより大きい場合の疑似スロットル開度ＰＴＨは、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下である場合の疑似スロットル開度ＰＴＨよりも小さな値であって、かつ仮スロットル目標開度ＴＲＧよりも大きな値となる。
【００４１】
この際のオフセット基本値ＤＰＴ及びオフセット加算値ＤＤＰは、仮スロットル目標開度ＴＲＧの増加に応じて増加する値である。但し、オフセット加算値ＤＤＰは、フェール
セーフモード制御中におけるモータ１２の駆動制御量ＭＤＡがスロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出された際のモータ１２の駆動制御量ＭＤＸより大きい場合にのみ算出されて、オフセット基本値ＤＰＴに加算されると共に、フェールセーフモード制御中におけるモータ１２の駆動制御量ＭＤＡがスロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出された際のモータ１２の駆動制御量ＭＤＸ以下である場合には、その値にはゼロが設定される。
【００４２】
スロットルバルブ開度フィードバック制御部５７は、疑似スロットル開度算出部５６により算出された疑似スロットル開度ＰＴＨを仮スロットル目標開度算出部５２により算出された仮スロットル目標開度ＴＲＧに一致させるようなフィードバック制御量であるスロットルバルブ１１の開度のフィードバック制御量を算出し、その算出されたフィードバック制御量をアクチュエータ制御量算出部５８に出力する。
【００４３】
アクチュエータ制御量算出部５８は、スロットルバルブ開度フィードバック制御部５７により算出されたスロットルバルブ１２の開度のフィードバック制御量に対応するモータ１２の駆動制御量をアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡとして算出し、その算出されたアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡをアクチュエータ制御量比較部５９に出力する。
【００４４】
アクチュエータ制御量比較部５９は、アクチュエータ制御量算出部５８により算出されたフェールセーフモード制御中におけるアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡが、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出された際のアクチュエータ駆動制御量（以下、アクチュエータ制御量閾値ＭＤＸと表記）より大きいか否かを判別する。フェールセーフモード中におけるアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡがアクチュエータ制御量閾値ＭＤＸより大きい場合には、アクチュエータ制御量比較部５９は、オフセット加算値算出部５５の動作を有効にすると共に、アクチュエータ駆動制御量ＭＤＡをアクチュエータ駆動回路２に出力する。一方で、フェールセーフモード中におけるアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡがアクチュエータ制御量閾値ＭＤＸ以下である場合には、アクチュエータ制御量比較部５９は、オフセット加算値算出部５５の動作を有効にすることなく、アクチュエータ駆動制御量ＭＤＡをアクチュエータ駆動回路２に出力する。
【００４５】
〔電子制御スロットル装置の作用〕
次に、本実施形態の電子制御スロットル装置Ｓの動作につき、更に図２をも参照して、詳細に説明する。
【００４６】
本実施形態の電子制御スロットル装置Ｓは、スロットル異常検出器３によってスロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出されていない場合には、アクセルセンサ１４によって検出されたアクセル指示開度ＡＰに基づいて、スロットル目標開度算出部４によりスロットルバルブ１１の目標開度ＴＨＴを算出し、図示を省略する制御部によりスロットルバルブ１１の開度ＴＰＳ１、ＴＰＳ２が目標開度ＴＨＴに一致するようにモータ１２をフィードバック制御する通常の制御モードを実行する。
【００４７】
一方で、本実施形態の電子制御スロットル装置Ｓは、スロットル異常検出器３によってスロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出された場合には、通常の制御モードから以下に説明する示すフェールセーフ制御モードへと制御モードを移行する。以下、図２に示すタイミングチャートを一例として、フェールセーフ制御モードにおける電子制御スロットル装置Ｓの動作について説明する。
【００４８】
図２は、図１に示す電子制御スロットル装置のフェールセーフ制御モード時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００４９】
図２に示すように、時刻ｔ＝ｔ１において、曲線Ｌ８、Ｌ９で示すスロットルセンサ１３ａ、１３ｂの出力信号ＴＰＳ１、ＴＰＳ２が直線Ｌ１１で示す電圧故障判定値以下になると、スロットル異常検出器３が、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂに異常が発生したと判定し、異常検出信号をフェールセーフ制御部５に出力する。
【００５０】
スロットル異常検出器３から異常検出信号が出力されると、電子制御スロットル装置Ｓの動作モードは、フェールセーフモード制御におけるプレアクションモードに移行する。プレアクションモードでは、スロットルバルブ開度フィードバック制御部５７が、疑似スロットル開度算出部５６によって算出された疑似スロットル開度ＰＴＨを仮スロットル目標開度算出部５２により算出された仮スロットル目標開度ＴＲＧに一致させるようなフィードバック制御量であるスロットルバルブ１１の開度のフィードバック制御量を算出する。そして、アクチュエータ制御量算出部５８は、アクチュエータ制御量比較部５９を介してアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡをアクチュエータ駆動回路２に出力し、アクチュエータ駆動回路２は、スロットルバルブ１１を駆動するモータ１２をアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡに応じて駆動することにより、スロットルバルブ１１の開度を閉方向に導いていく。
【００５１】
詳しくは、曲線Ｌ４で示すアクセル指示開度ＡＰは直線Ｌ３で示すアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下であるため、減衰特性係数ＭＸＭが１未満の一定値ＭＸＭ０となるから、曲線Ｌ７で示す仮スロットル目標開度ＴＲＧは、目標開度ＴＨＴよりも小さな値に設定される。併せて、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下であって、かつ曲線Ｌ２で示すアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡは直線Ｌ１で示すアクチュエータ制御量閾値ＭＤＸに等しいため、オフセット係数ＭＤＰは１である一定値であって、かつオフセット加算値算出部５５は動作せずオフセット加算値ＤＤＰはゼロであるので、曲線Ｌ６で示す疑似スロットル開度ＰＴＨは、数式（数１）を用いて、仮スロットル目標開度ＴＲＧに対して、オフセット基本値ＤＰＴ自体であるオフセット値を加算した値に設定される。よって、モータ１２は、アクチュエータ駆動制御量ＭＤＡでもって、つまり、仮スロットル目標開度ＴＲＧよりも大きな値である疑似スロットル開度ＰＴＨを、目標開度ＴＨＴよりも小さな値である仮スロットル目標開度ＴＲＧに一致させるようなスロットルバルブ１１の開度のフィードバック制御量に対応して駆動されるため、スロットルバルブ１２の開度は、曲線Ｌ５で示すように全閉方向にフィードバック制御される。この際、仮スロットル目標開度ＴＲＧ及び疑似スロットル開度ＰＴＨは、アクセル指示開度ＡＰを考慮した態様で、時間経過に伴い減少し、これに対応して、スロットルバルブ１１の開度は、アクセル指示開度ＡＰを考慮した態様で、時間経過に伴い全閉方向に導かれ、内燃機関の単位時間あたりの吸入空気量及び出力トルクも減少していき、車速を確実に低下してフェールセーフ性を向上する。
【００５２】
次に、時刻ｔ＝ｔ２において、アクチュエータ制御量ＭＤＡがアクチュエータ制御量閾値ＭＤＸより大きくなったと判別されるため、アクチュエータ制御量比較部５９が、オフセット加算値算出部５５の動作を有効にする。これにより、オフセット加算値算出部５３がオフセット加算値ＤＤＰを疑似スロットル開度算出部５６に出力し、疑似スロットル開度算出部５６によって算出される疑似スロットル開度ＰＴＨの大きさが増加される。この結果、アクチュエータ制御量閾値ＭＤＸよりもスロットルバルブ１１を開き方向に駆動する傾向がある場合であっても、スロットルバルブ１１の開度を確実に閉方向に導いていく。
【００５３】
詳しくは、曲線Ｌ４で示すアクセル指示開度ＡＰは直線Ｌ３で示すアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下のまま維持されているが、曲線Ｌ２で示すアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡが直線Ｌ１で示すアクチュエータ制御量閾値ＭＤＸよりも大きくなっているため、オフセット基本値ＤＰＴにオフセット加算値ＤＤＰが加算された値がオフセット値となり、曲線
Ｌ６で示す疑似スロットル開度ＰＴＨは、数式（数１）を用いて、仮スロットル目標開度ＴＲＧに対して、オフセット基本値ＤＰＴとオフセット加算値ＤＤＰとの和であるオフセット値を加算した値に設定される。よって、モータ１２は、時刻ｔ＝ｔ２の直前処理時の値よりも大きな値である疑似スロットル開度ＰＴＨを、時刻ｔ＝ｔ２より前の減少状態がそのまま維持された仮スロットル目標開度ＴＲＧに一致させるようなスロットルバルブ１１の開度のフィードバック制御量に対応したアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡでもって駆動されるため、スロットルバルブ１１の開度は、曲線Ｌ５で示す傾きがｔ＝ｔ２よりも前の傾きより大きくなるように、全閉方向にフィードバック制御される。この際、仮スロットル目標開度ＴＲＧは、時間経過に伴い、時刻ｔ＝ｔ２より前の状態と同様に減少する一方で、疑似スロットル開度ＰＴＨは、時刻ｔ＝ｔ２でその直前処理時の値から一旦大きくなった後で、時間経過に伴い、時刻ｔ＝ｔ２より前の状態と同様に減少し、これに対応して、スロットルバルブ１１の開度は、時間経過に伴い、相対的に急激に全閉方向に導かれ、内燃機関の単位時間あたりの吸入空気量及び出力トルクも相対的に急激に減少し、車速を迅速に低下してフェールセーフ性を向上する。
【００５４】
次に、時刻ｔ＝ｔ３において、アクセル指示開度ＡＰがアクセル指示開度閾値ＡＰＲより大きくなったと判別されるため、減衰特性係数算出部５１は、仮スロットル目標開度算出部５２に出力する減衰特性係数ＭＸＭの大きさをアクセル指示開度ＡＰに応じて時刻ｔ＝ｔ３の直前処理時の値から増加させる。すなわち、仮スロットル目標開度算出部５２は、仮スロットル目標開度ＴＲＧの値を、ｔ＝ｔ３の直前処理時の値から最新取得の目標開度ＴＨＴの値に近づける。また、オフセット係数算出部５４は、疑似スロットル開度算出部５３に出力するオフセット係数ＭＤＰの値を１から減少させ、アクセル指示開度ＡＰに応じた１未満の値に設定する。すなわち、オフセット係数算出部５４は、仮スロットル目標開度ＴＲＧに対する疑似スロットル開度ＰＴＨのオフセット値を減少させる。これにより、スロットルバルブ開度フィードバック制御部５７において、目標開度ＴＨＴの値に近づいた仮スロットル目標開度ＴＲＧの値に対するスロットルバルブ１１の開度の制御偏差が減少することから、スロットルバルブ１１の開度を閉じる角速度が減少し、車両の運転者の意思を、疑似スロットル開度ＰＴＨを仮スロットル目標開度ＴＲＧに収束させるフィードバック制御に反映させることができる。
【００５５】
詳しくは、曲線Ｌ４で示すアクセル指示開度ＡＰが直線Ｌ３で示すアクセル指示開度閾値ＡＰＲよりも大きくなっているため、減衰特性係数ＭＸＭが、アクセル指示開度ＡＰの増加に応じて、一定値ＭＸＭ０から漸次大きくなる１未満の値となり、仮スロットル目標開度ＴＲＧは、ｔ＝ｔ３の直前処理時の値から最新取得の目標開度ＴＨＴに近づけた値に設定されると共に、オフセット係数ＭＤＰが、アクセル指示開度ＡＰの増加に応じて、１である一定値より小さい１未満の値となる。ここで、曲線Ｌ２で示すアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡは直線Ｌ１で示すアクチュエータ制御量閾値ＭＤＸ未満であるため、オフセット値は、オフセット加算値ＤＤＰのみとなり、疑似スロットル開度ＰＴＨは、仮スロットル目標開度ＴＲＧに、オフセット値にその１未満の値であるオフセット係数ＭＤＰを乗算した値を加算した値となる。つまり、仮スロットル目標開度ＴＲＧの値と疑似スロットル開度ＰＴＨの値との差は小さく設定される。よって、モータ１２は、時刻ｔ＝ｔ３の直前処理時の値よりも仮スロットル目標開度ＴＲＧに対する差が小さくなった疑似スロットル開度ＰＴＨを、ｔ＝ｔ３の直前処理の値から最新取得の目標開度ＴＨＴに近づけた仮スロットル目標開度ＴＲＧに一致させるようなスロットルバルブ１１の開度のフィードバック制御量に対応したアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡでもって駆動されるため、スロットルバルブ１２の開度は、曲線Ｌ５で示す傾きがｔ＝ｔ３よりも前の傾きより小さくなるように、全閉方向にフィードバック制御される。この際、仮スロットル目標開度ＴＲＧは、時間経過に伴い、時刻ｔ＝ｔ３より前の状態よりも緩やかに減少する一方で、疑似スロットル開度ＰＴＨは、時間経過に伴い、時刻ｔ＝ｔ３より前の状態よりも短時間は若干急に減少するもののその後はより緩やかに減少し、これに対応して、スロットルバルブ１１の
開度は、若干の時間遅れはあるものの、時間経過に伴い、時刻ｔ＝ｔ３より前の状態よりも緩やかに全閉方向に導かれ、内燃機関の単位時間あたりの吸入空気量及び出力トルクも相対的に緩やかに減少し、運転者の意思を反映して違和感を与えない態様で車速を低下してフェールセーフ性を向上する。
【００５６】
次に、時刻ｔ＝ｔ４において、アクセル指示開度ＡＰが再びアクセル指示開度閾値ＡＰＲ以下になったと判別されるため、時刻ｔ＝ｔ１におけるものと同様に、減衰特性係数算出部５１は、仮スロットル目標開度算出部５２に出力する減衰特性係数ＭＸＭの値を再び１未満の一定値ＭＸＭ０に設定して、仮スロットル目標開度算出部５２は、仮スロットル目標開度ＴＲＧを算出すると共に、オフセット係数算出部５４は、仮スロットル目標開度ＴＲＧに対する疑似スロットル開度ＰＴＨのオフセット量を再びオフセット基本値ＤＰＴ自体に設定して、疑似スロットル開度算出部５６は、疑似スロットル開度ＰＴＨの値を数式（数１）を用いて算出する。つまり、スロットルバルブ開度フィードバック制御部５７が、疑似スロットル開度算出部５６によって算出された疑似スロットル開度ＰＴＨを仮スロットル目標開度算出部５２により算出された仮スロットル目標開度ＴＲＧに一致させるようなフィードバック制御量であるスロットルバルブ１１の開度のフィードバック制御量を算出する。そして、アクチュエータ制御量算出部５８は、アクチュエータ制御量比較部５９を介してアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡをアクチュエータ駆動回路２に出力し、アクチュエータ駆動回路２は、スロットルバルブ１１を駆動するモータ１２をアクチュエータ駆動制御量ＭＤＡに応じて駆動することにより、スロットルバルブ１１の開度を閉方向に導いていく。
【００５７】
そして、その後、スロットルバルブ１１の開度が直線Ｌ１０で示すスロットル全閉位置となってから所定時間が経過した時刻ｔ＝ｔ５になると、電子制御スロットル装置の動作モードはプレアクションモードから故障検知モードに移行し、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常の真の原因を究明自在となる。この際、スロットルバルブ１１の開度が確実にスロットル全閉位置になっているため、不意に内燃機関の出力トルクが上昇する等の外乱が発生することなく、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂの真の異常の原因を調べて確定することが可能となる。
【００５８】
以上の本実施形態における構成においては、ＥＣＵ１が、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出された際に、モータ１２を駆動することによってスロットルバルブ１１の開度を全閉方向に導く閉モード制御を制御モードの一つとして備え、ＥＣＵ１が、閉モード制御を実行する際に、アクセル指示開度ＡＰに基づく減衰特性ＭＸＭに従って、時間経過に伴いスロットルバルブ１１の開度を全閉方向に導くフィードバック制御を実行することにより、運転者の意図を反映自在な態様でスロットルバルブ１１を全閉開度へ導くことができ、フェールセーフ性を向上することができると共に、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常の原因を手動や自動で正確に調べて検知することができる。
【００５９】
また、ＥＣＵ１が、閉モード制御用のフィードバック制御を実行する際に、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出された際のアクセル指示開度ＡＰからスロットルバルブ１１の仮の目標開度ＴＲＧを算出すると共に、仮の目標開度ＴＲＧにオフセット値ＤＰＴ、ＤＤＰを加算した開度を疑似スロットル開度ＰＴＨとして算出し、疑似スロットル開度ＰＴＨを仮の目標開度ＴＲＧに収束させるようにフィードバック制御することによってスロットルバルブ１１の開度を全閉方向に導くものであるため、実際のスロットル開度に近い特性の疑似スロットル開度ＰＴＨを他のパラメータの影響を受けずに算出でき、スロットルバルブ１１が開き方向へ駆動されることを確実に排して、フェールセーフ性をより向上することができる。
【００６０】
また、ＥＣＵ１が、オフセット基本値ＤＰＴにオフセット係数ＭＤＰを乗算することに
よって、オフセット値を算出し、オフセット係数ＭＤＰが、アクセル指示開度ＡＰが所定開度以下である場合には一定値に設定されると共に、アクセル指示開度ＡＰが所定開度より大きい場合にはアクセル指示開度ＡＰの増加に応じて減少する値に設定されるものであるため、アクセル指示開度ＡＰに応じてフィードバック制御の制御偏差が設定でき、疑似スロットル開度ＰＴＨが仮の目標開度ＴＲＧに収束する速度に対して車両の運転者の意思を反映させることができる。
【００６１】
また、ＥＣＵ１が、スロットルバルブ１１の目標開度にアクセル指示開度ＡＰに応じた減衰特性係数ＭＸＭを乗算することによって、仮の目標開度ＴＲＧを算出するものであるため、疑似スロットル開度ＰＴＨが収束すべき仮の目標開度ＴＲＧに対して車両の運転者の意思を反映させることができる。
【００６２】
また、減衰特性係数ＭＸＭが、アクセル指示開度ＡＰが所定開度以下である場合には一定値に設定されると共に、所定開度より大きい場合にはアクセル指示開度ＡＰの増加に応じて増加する値に設定されるものであるため、疑似スロットル開度ＰＴＨが収束すべき仮の目標開度ＴＲＧに対して車両の運転者の意思をより正確に反映させることができる。
【００６３】
また、ＥＣＵ１が、スロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出された際のモータ１２の制御量ＭＤＸと閉モード制御のフィードバック制御中のモータ１２の制御量ＭＤＡとを比較し、閉モード制御のフィードバック制御中のモータ１２の制御量ＭＤＡがスロットルセンサ１３ａ、１３ｂの異常が検出された際のモータ１２の制御量ＭＤＸより大きいと判定された場合に、オフセット値ＤＰＴを更に加算するものであるため、モータ１２の制御量が増大するような状態であっても、スロットルバルブ１１が開き方向へ駆動されることを確実に排して、フェールセーフ性をより向上することができる。
【００６４】
また、本発明においては、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明においては、簡便な構成により、運転者の意図を反映自在な態様でスロットルバルブを全閉開度へ導いて、フェールセーフ性を向上させると共に、スロットルセンサの異常の原因を正確に検知することが可能な電子制御スロットル装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の電子制御スロットル装置に広範に適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【００６６】
Ｓ…電子制御スロットル装置
１…ＥＣＵ
２…アクチュエータ駆動回路
３…スロットルバルブ異常検出器
４…スロットル目標開度算出部
５…フェールセーフ制御部
１１…スロットルバルブ
１２…モータ
１３ａ、１３ｂ…スロットルセンサ
１４…アクセルセンサ
１５…アクセルグリップ
５１…減衰特性係数算出部
５２…仮スロットル目標開度算出部
５３…オフセット基本値算出部
５４…オフセット係数算出部
５５…オフセット加算値算出部
５６…疑似スロットル算出部
５７…スロットルバルブ開度フィードバック制御部
５８…アクチュエータ制御量算出部
５９…アクチュエータ制御量比較部
【図１】
2013177847.tif 000004
【図２】
2013177847.tif 000005