JPH0196448A - 内燃機関のバルブ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野１ 本発明は、内燃機関に設置されるバルブ手段の制ｎｏｗ
を運転状態に応じてフィードバック制御するようにした
内燃機関のバルブ制御装置に関するものである。 【従来の技術】 内燃機関への空気流ｍをスロットルバルブあるいは、こ
れと並列配置にあるアイドルスピードコントロールバル
ブの開度制御により調整するようにした内燃機関のパル
プ制御Ｉ装置では、機関の運転状態、例えばエンジン回
転数などの信号を電子制御ユニットに取込んで、これに
基く駆動信号でバルブ開度制御を行う。つまり、実際の
エンジン回転数と目標回転数との比較からフィードバッ
ク補正量を算出し、そのフィードバック補正量の増加あ
るいは減少の補正により動作信号を出力し、バルブ開度
を、その時の運転状態に対応した目標値へ収束させてい
る。 しかるに、上記アイドルスピードコントロールバルブ等
のバルブ手段が正常に動作しなくなった場合（これはバ
ルブ自体の故障と、バルブ駆動回路における短絡、断線
などの電気的故障とが考えられる）に、この状態でエン
ジンの運転を継続するとエンジン回転数が不安定になり
ドライバビリティが損われるばかりでなく、エンジンの
回転数制御、空燃比制御などが確実に行なえなくなる。 そこで、特開昭６０−９５１５２号公報所載のように、
ＩＳＯバルブにポジションセンサを設けて、電子制御ユ
ニットより出力された目標開度Ｐｏと上記ポジションセ
ンサより（りられる実開度Ｐ１とがあるＱ差ΔＰ以内（
ＩＰＩ　Ｐａｌ＜△Ｐ）であれば正常、それ以外であれ
ば異常と判断して、運転名への報知、燃料カットあるい
は特定運転状態への移行などの処置を行なうようにして
いる。

【発明が解決しようとする問題点１ ここで問題になるのは、上記バルブ制御装置では、バル
ブにポジションセンサを設けなければならないこと、ソ
レノイドの湿度特性、バルブの誤差などを考慮した場合
、可成り広いΔＰを設定しなければならないため、たと
え故障してもΔＰの範囲内にあれば故障を検知できない
こと、バルブの構造上、瞬時にして目標開度に遅しない
ものもあるので、目標開度を出力してから検知するまで
に長い時間を要し、この間にエンジン運転状態が変わっ
て目標値が次々に変化する場合には故障検出が不可能に
なることである。 また、一般にバルブ自体の機械的故障や、バルブに電気
的信号を送る駆動回路においてハーネス断線、ショート
などが原因でバルブが動作しなくなる場合があるが、開
示した従来の技術では後者の原因について考慮されてい
ない。 そこで、本発明では後者におけるバルブの作動状態を電
気的に検出が行なえるように工夫した内燃機関のバルブ
制御装置を提供しようとするものである。 【問題点を解決するための手段】 このため、本発明では、内燃機関に設置されるバルブ手
段の制御ｍをフィードバック制御する内燃機関のバルブ
制御装置において、内燃機関の運転状態が所定状態とな
るように上記バルブ手段の制御量をフィードバックして
補正するフィードバック補正ｆｆｉ設定手段と、内燃機
関の運転状態により設定される上記バルブ手段の基本の
制御量に対して上記フィードバック補正ｍ設定手段から
のフィードバック補正］を与えてバルブ制ｔ［１ｆｆｌ
を設定し、その制御量に応じた第１の駆動信号を出力す
るバルブ制御量設定手段と、上記バルブ手段の反応時間
より短かいチェック信号を発振するクロック発振手段と
、上記クロック発］辰手段から発生するチェック信号と
上記第１の駆動信号とを合成し、合成信号を発生する合
成手段と、上記合成信号を第２の駆動信号とバルブ駆動
状態判定信号とに変換し、上記バルブ手段に出力する駆
動手段と、上記駆動手段から出力される上記バルブ駆動
状態判定信号を検出し、−り記チェック信号の発振時に
おける上記バルブ駆動状態判定信号の挙動により上記バ
ルブ手段の故障判定を行うと共に、故障時には上記フィ
ードバック補正ｆｆｉ設定手段に故障判定信号を出力す
るバルブ駆動状態判定手段とを有し、上記フィードバッ
ク補正ｍ設定手段は上記故障判定信号の入力時にフィー
ドバック補正量をクリアづるように構成している。

【作　　用】

このような構成では、バルブの駆動信号の異常を直接、
検知するために、即時的に異常を検出でき、さらに異常
を検出した時はフィードバック制御を停止し、バルブ開
度に与えられているフィードバック補正量をクリアする
ようにしたのでバルブの駆ｖｊ回路が異常から正常状態
に復帰した時にエンジン回転数の急上昇等が回避される
。

【実　施　例】

以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。 図において、符号１はエンジンであり、その吸気系には
、スロットルバルブ２およびこれに並列配置のバルブ手
段としてのアイドルスピードコントロールバルブ（以下
ＩＳＣバルブと称す）３が配置されている。また吸気系
の上流にはエアクリーナ４があり、この下流にはエアフ
ローメータ５が装備されている。また、上記スロットル
バルブ２の上流には、燃料噴射弁６が設けてあり、上記
燃料噴射弁６へ燃料を供給する燃料ポンプ７はリレース
イッチ８を介して電気信号をうけ、駆動されるようにな
っている。 上記エンジン１に設けた水温センサ９、上記スロットル
バルブ２に設けたスロットルセンサ１０１、［記エンジ
ン１の排気系に設けた０２センサ１１、ディストリビュ
ータにおける回転数センサ１２および上記エアフローメ
ータ５からは、電子制御ユニット１３に対して検出信号
が供給されるようになっており、上記電子制御ユニット
１３で１よ、上記検出信号から１５だエンジン運転状態
に応じた制御信号をイグニッションコイル１４、上記リ
レースイッチ８のコイル、上記燃料噴射弁６、上記ＩＳ
Ｃバルブ３、更にはキックダウンソレノイドへの制御部
１５へと与えるようになっている。 とくに１本発明に係るＩＳＯバルブ３の制御については
、第２図にみられるように、水温センサ９および回転数
センサ１２からの信号はエンジン運転状態検出手段１６
に入力し、エンジンの現在の運転状態が検出され、その
検出信号はバルブ基本制御１１ｆｆｉ設定手段１７に入
力され冷却水温に応じてあらかじめＲＯＭ等に記憶され
ているＩＳＯバルブ３のｕ水制御ｍを設定する。また、
エンジン運転状態検出手段１６からの信号は目標回転数
設定手段１８に入力し、冷却水温に応じたエンジンの目
標回転数を設定し、その出力信号をフィードバック補正
ｍ設定手段１９に与える。一方、上記フィードバック補
正ｍ設定手段１９にはエンジン運転状態検出手段１６を
介して実際のエンジン回転数が入力され、目標回転数と
の比較において、上記フィードバック補正ｆｆｉ　ｇＱ
定手段１９からフィードバック補正ｍが出力され、この
出力信号および上記バルブ基本制御ｍ設定手段１７から
の出力信号がバルブ制御量設定手段２０に与えられる。 上記バルブ制御ｍ設定手段２０で、バルブの基本制御量
とフィードバック補正量とからＩＳＣＳＣパルプｌｆｆ
１を設定し、そのＩＳＯバルブ制御吊に対応する。例え
ばデユーティ信号からなる第１の駆動信号を出力し、駆
動手段２１により上記第１の駆動信号を反転して第２の
駆動信号に変換し、その信号により上記ＩＳＣバルブ３
の制御量を制御する。また、上記第１の駆動信号には、
クロック発振手段２５より上記チェック信号はＩＳＯバ
ルブ３の反応時間より短時間のパルス信号で形成される
。チェック信号が、所定時間間隔で信号の合成手段とし
てのＡＮＤ回路２６を介して導入されており、また、上
記チェック信号は直接バルブ駆動状態判定手段２２に供
給されている。さらに、上記第１の駆動信号に与えられ
た上記チェック信号は駆動手段２１により反転されバル
ブ駆動状態判定信号に変換される。一方、上記駆動手段
２１の出力信号は、バルブ駆動状態判定手段２２に供給
され、ここで、上記バルブ駆動状態判定信号が検出され
チェック信号と比較される。もし、駆動手段２１におい
てハーネス断線などの電気的故障があれば、バルブ駆動
状態判定手段では上記バルブ駆動状態判定信号は検出さ
れず、駆動手段２１の出力信号に異常が生じていると判
断して故障判定信号を出力し、上記フィードバック補正
ｍ設定手段１９の補正量をクリヤし、フィードバック制
御を停止する。 上記バルブ制御ｍ設定手段２０の出力部および駆動手段
２１、■ＳＣバルブ３のソレノイド並びにバルブ駆動状
態判定回路２２の入力部の電気回路の具体例は、第３図
のように構成されるとよい。ここでは、上記バルブ制御
１ＩＦｆＩ設定手段２０の出力１言号は駆動手段２１と
してのパワートランジスタＴｒのベースに与えられてお
り、上記パワー１−ランジスタフｒのエミッタは接地さ
れ、ＩＳＯバルブ３のソレノイドしは電源Ｖｃｃと−Ｆ
記トランジスタＴｒのコレクタとの間に、例えばハーネ
ス２４を介して接続されている。また、上記パワートラ
ンジスタＴｒのコレクタには、前記バルブ駆動状態判定
手段２２の信号入力部に連なる監視ライン２５が接続さ
れている。 このような構成では、例えばハーネス２４の接続個所２
４ａあるいは２４ｂなどで、接続不良などにより、ハー
ネス断線となると、今迄、パワートランジスタＴｒのベ
ースに与えていたパルス信号の反転信号が、前記監視ラ
イン２５に入らなくなる。このため、通常ならば、前記
バルブ駆動状態判定手段２２で、上記反転信号にのって
いる上記バルブ駆動状態判定信号と、上記クロック発振
手段２５の出力信号との比較により常態であることを判
定して、バルブが正常であることを示す判定信号を上記
フィードバック補正ｆｆｌ設定手段１９に与えるところ
、異常検出時には、上記駆動状態判定手段２２で、上記
バルブ駆動状態を判定信号が出力されていないことを検
出でき、その結果、バルブ故障とする判定１３号を上記
フィードバック補正ｆｆｌ設定手段１９へ与え、フィー
ドバック補正量をクリＡ７すし、フィードバックの制御
を停止する。 この場合、駆動信号自体は、フィードバックによってそ
のデユーティを変化させているが、故障判定があれば、
フィードバック補正量がクリヤされ、フィードバック制
御が停止されるため、バルブ基本開度設定手段２１で設
定されるバルブ基本開度のみによりＩＳＣバルブ３の開
度が決定されることになる。また、第１および第２の駆
動信号の出力波形、チェック信号およびバルブ駆動状態
判定信号の出力波形を、ＡＮＤ回路２Ｇの入力側ａ。 同出力側すおよび駆動手段２１の出力側Ｃについて示し
たものが第４図のタイムチセードである。ここでは、駆
動信号は例えば７０％デユーティで示されており、チェ
ック信号の幅は、例えばＩＳＯバルブ３のソレノイドに
影響を与えない程度の長さでかつトランジスタの応答遅
れ等の遅れ時間を考慮した長さ、すなわち、約２００μ
ｓ程度とする。 図から明らかなように、ハーネスＩｆ？ｉ線などの故障
があれば、チェック信号の反転信号つまりバルブ駆動状
態判定信号は駆動手段２１の出力側に現われないから、
これは直ちにバルブ駆動状態判定手段２２で検出される
。 次に、故障診断を第５図のフローチャートにより具体的
に説明する。ここに示すルーチンは、Ｘ秒に１回通過さ
せるもので、チェック信号をルーチンのｔ１回経過毎に
発振させるとするならばＸＸｔ１秒に１回ヂエック信号
が送られるものである。また、１．はトランジスタなど
の応答遅れ、ソレノイドによる波形のなまりによる上記
トランジスタのコレクタ側の波形の反応遅れ時間を示し
ている。ステップＳ　１０１で、カウントＮをＮ＋１に
カウントアツプし、次のステップ５１０２でＮがＮ≧ｔ
１を満足するか否か判定する。Ｎがｔ１未満であればル
ーチンを終了するが、Ｎが℃１以上であれば、クロック
発振手段２５のチェック信号の出力タイミングであると
判定して、次のステップ５１０３でＮをクリヤし、ステ
ップ３１０４でｔ＝。 よりタイマーをスタートさせる。そしてステップ５１０
５ではバルブ制御量設定手段２０から出力される第１の
駆動信号をチェック信号を与えることにより１０Ｗにセ
ットし、次のステップ８１０６に移行する。ここではス
テップ５１０４でスター１−シたタイマが所定時間（２
に達したか百か、つまり（２℃２であるか否かを判定し
、否ならばステップ＄１０５に戻る。これによってトラ
ンジスタの応答遅れ等に対して時間的余裕をとり、次段
の故障判定を確実に実行ができる。また、肖定ならば、
ステップ５１０７でその時、バルブ駆動状態判定手段２
２において監視ライン２５の出力（バルブ駆動状態判定
信号）がＬＯＷであるか否かを判定する。もし、ＨＩＧ
ＨならばＩＳＯバルブの駆動回路は正常であるから、ス
テップ５１０８で正常と判定する。 このため、フィードバック補正量設定手段１９から補正
値が出力されるが、もし、ＬＯＷであれば、ステップ３
１０９で異常と判定する。このため、フィードバック補
正量設定手段１９には補正量をクリヤし、フィードバッ
ク制御を停止する信号が故障判定手段２２から与えられ
る。 次にフィードバック制御の動作を第６図のフローチャー
トに基いて具体的に説明する。先づ、ステップ８１０１
′ｒ：は、上記バルブ基本制御ｆｆｉ　ｆｌｕｌ予定１
７により、ＩＳＯバルブ３の基本料ｆｆ［Ｉ　ｆｆｉを
演算し、ステップ５１０２でその演惇値をメモリＤに記
憶する。次にステップ５１０３では、前述したようにバ
ルブ駆動状悪判定手ｍ２３において判定されたＩＳＯバ
ルブ３の駆動状態をリードして、正常であれば、ステッ
プ５１０４に移行する。ここでは上記フィードバック補
正量設定手段１９により、上記実エンジン回転数と目標
回転数との比較で補正量を演算づる。そして、次のステ
ップ＄１０５において、上記バルブ制ｕｐ　ａ　ｉ定手
段２０に上記フィードバック補正量を与え、基本制御苗
に加算しくＤ＝Ｄ＋フィードバック補正量）、第１の駆
動信号としてステップ８１０６で駆動手段２１に与える
のである。 一方、ステップ５１０３で異常を判定した場合には、ス
テップ３１０７へ移行し、上記フィードバック補正量設
定手段１９で設定されているフィードバック補正量を零
とする。このため、次のステップ３１０７に移行した場
合、上記バルブ制ｔａｌｌ設定手段２０からの出力信号
（第１の駆動信号）はバルブ’ｌ　＊　ｉ［ｉ制制御段
設定手段１７設定される暮本制御ｍにより決定され、ス
テップ８１０６で駆動手段２１に与えられる。 このような制御の状況は、例えば、第５図（２）および
の）で示されるタイムチャートに示されるように、従来
との比較で明らかになろう。すなわち、第７図（２）は
従来方式におけるエンジン回転数とＩＳＣバルブ出力デ
ューティとの関係を示しており、ここでは、ハーネス断
線からハーネス復帰までの間、出力デユーティが１００
％に変化されることを示しており、復帰直後に、エンジ
ン回転数は大きく上昇されるが、第６図（ｂ）の本発明
に係る制御方式では、ハーネス断線からハーネス復帰ま
での間、出力デユーティに変化がなく、このため、復帰
後に、エンジン回転数は、ハーネス断線直前と同じであ
る。 なお、本実施例ではＩＳＯバルブの駆動回路におけるハ
ーネスＩｆＩＦＪ１等の故障診断装置について記載され
ているが、本発明はこれに限定されるものではなく制御
回路からの動作信号により、その駆動が制御されるバル
ブであるならばどのようなものでも適応される。 【発明の効果１ 本発明は、以上詳述したようになり、バルブに電気的信
号を送る駆動回路において、ハーネス断線、ショートな
どが原因となるバルブ制御不可の状態においては、フィ
ードバック補正量をクリヤして、バルブ開成を運転状態
に基づいて与えられる基本開度のみにより設定するので
、ハーネス断線が解除されるなど、正常状態に復帰の際
、エンジン回転数が異常に高くなるなどの事態を回避で
き、また、故障が起れば、即時的に、これを捕えて、制
御切換えが実現できるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
、制御系のブロック図、第３図は、駆動回路の構成図、
第４図はバルブ制御におけるタイムチャート、第５図は
バルブ制御における異常検知のためのフローチャート、
第６図はフィードバック制御の動作を示すフローチャー
ト、第７図（２）おにび（ｂ）はバルブ開度制御におけ
るタイムチャートである。 ３・・・アイドルスピードコントロールバルブ、９・・
・水温センサ、１０・・・スロットルセンサ、１２・・
・回転数センナ、１３・・・電子制御ユニット、１６・
・・エンジン運転状態検出手段、１７・・・バルブ基本
料６’Ｄ　）１設定手段、１８・・・目標回転数設定受
段、１９・・・フィードバック補正ｒｆ！設定手段、２
０・・・バルブ制御は設定手段、２１・・・駆動手段、
２２・・・バルブ駆動状態判定手段。 第５図 第６図 ＩＤ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関に設置されるバルブ手段の制御量をフィードバ
   ック制御する内燃機関のバルブ制御装置において、 内燃機関の運転状態が所定状態となるように上記バルブ
   手段の制御量をフィードバックして補正するフィードバ
   ック補正量設定手段と、 内燃機関の運転状態により設定される上記バルブ手段の
   基本の制御量に対して上記フィードバック補正量設定手
   段からのフィードバック補正量を与えてバルブ制御量を
   設定し、その制御量に応じた第１の駆動信号を出力する
   バルブ制御量設定手段と、 上記バルブ手段の反応時間より短かいチェック信号を発
   振するクロック発振手段と、 上記クロック発振手段から発生するチェック信号と上記
   第１の駆動信号とを合成し、合成信号を発生する合成手
   段と、 上記合成信号を第２の駆動信号とバルブ駆動状態判定信
   号とに変換し、上記バルブ手段に出力する駆動手段と、 上記駆動手段から出力される上記バルブ駆動状態判定信
   号を検出し、上記チェック信号の発振時における上記バ
   ルブ駆動状態判定信号の挙動により上記バルブ手段の故
   障判定を行うと共に、故障時には上記フィードバック補
   正量設定手段に故障判定信号を出力するバルブ駆動状態
   判定手段とを有し、 上記フィードバック補正量設定手段は上記故障判定信号
   の入力時にフィードバック補正量をクリアするように構
   成されることを特徴とする内燃機関のバルブ制御装置。