JPH04502656A - 継続的に欠陥を監視する装置を備えた電子絞り弁調節装置 - 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】 継続的に欠陥を監視する装置を備えた電子絞り弁調節装置本発明は、内燃機関の 出力を制御するのに用いられる絞り弁に関し、更に詳細には絞り弁軸の動作位置 が電子的に制御される型の絞り弁調節装置に関する。

従来の技術 一般的に絞り弁は、互いに独立した２つの復帰部材により通常開じる方向に付勢 されるように構成されている。例えばボートン−ケーブル結合により動作する機 械的な装置の場合には、復帰部材は２つの異なるばねから構成されている。従来 の電子的に制御される絞り弁では、２つの復帰部材はばねと電子調節部材から構 成されている。

２つの復帰部材のうち一方の動作に欠陥があると、第２の復帰部材によって（二 重に設けられているとして）安全上の閉じる機能が実行される。運転者がアクセ ルペダルを踏まない場合にはエンジンは常に最小回転数状態（アイドリング）に 戻されることが必要である。１つの復帰部材に欠陥があると、もちろん二重機構 が得られなくなるので、運転者に警告を与え、欠陥部分を取り替えるべく修理基 に向かわせることが必要になる。これは特に電子装置の場合に重要になる。とい うのはアクセルペダルと絞り弁装置間に機械的な結合がな（なっている結果とし てペダル力に変化が発生しないので、調節部材の復帰ばねに欠陥があっても直ち に明らかにならないからである。

発明の目的 本発明の目的は、電子的に制御される絞り弁装置において絞り弁軸の復帰ばねの 故障あるいは他の機械的な欠陥を運転者に知らせ、このような状況における安全 に危機的な状態の発生を回避する手段を提供することである。

発明の利点 この目的は、請求の範囲第１項に記載の特徴を用いることにより達成される。こ れにより、絞り弁並びにその調節装置の機械的な動作が走行中継続的に検査でき 、欠陥が発生しても絞り弁の動作を安全範囲に制限することができるという利点 が得られる。

図面 以下−例として添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、代表的な電子的に制御される絞り弁の動作特性を示す要因である。

第２図は、本発明による電子絞り弁調節装置の一実施例を示すブロック回路図で ある。

第３図は、第２図装置の動作を示す流れ図である。

実施例の説明 絞り弁軸、その駆動部並びに二重の復帰ばねは、電子絞り弁調節装置の一体とな った構成部材となっている。従ってこの装置に発生する作動力並びにトルクは知 られている（この様な絞り弁調節装置の構造的な詳細は当業者にはよく知られて おり、ここでは説明しない）。機械的な結合のために絞り弁軸に作用するトルク は調節モータ軸に正確に再現される。

第１図には、絞り弁の開度が変化した時絞り弁軸に作用する主なトルクがどの様 に変わるかが図示されている。Ａの線は復帰ばねから得られるトルクを示す。Ｂ の線は絞り弁に作用する動作空気力から得られるトルクを示す。Ｃの線は絞り弁 軸に作用する全体の合成トルクを示している。通常の動作状態では、絞り弁軸、 従ってモータ軸に作用する全ての機械的なトルクの合計は、反対の等しいモータ トルクによって補償される定常状態では常に「窓」内になければならない。この 窓の範囲は相対的に移動する部材間の摩擦ヒステリシス、許容動作温度範囲、機 械的な許容誤差等のパラメータ並びに同様な動作パラメータを考慮して定められ る。全てが正常な場合モータトルクがあるべき窓が第１図でＤと８間に配置され た幅で図示されている。いずれの場合も得られるモータトルクはモータ電流によ り表すことができ、その値は制御ユニットにより監視することができる。

モータ電流が所定の窓内にあるモータトルクに対応する範囲内にあるかどうかを 監視することにより、絞り弁軸のトルクが対応する正常な値の範囲内にあるかど うかを判断することができる。範囲外の場合には欠陥状態と診断され、適当な可 視表示及び／或は可聴表示が運転手に与えられる。

第２図にはこの様な窓監視機能を有する電子絞り弁調節装置の一実施例が図示さ れている。信号αＤはアクセルペダルセンサからの電気信号であり、絞り弁の所 望の開度αを示している。ブロック２は、所望の開度αＤと実際の開度αＡ間の 差を示す誤差信号αＥに従ってモータ軸の位置、即ち絞り弁の角度を調節する位 置制御器を示す。位置制御器の出力段（ブロック３）により絞り弁軸を駆動する モータの出力電流Ｉｍが得られる。

ブロック４はモータ電流Ｉｍをモータの電機子トルクに変換しモータトルク信号 Ｍｍを出力する。ブロック５においてこのモータトルク信号Ｍｍからモータ軸に 作用する全ての機械的なトルク、即ち復帰ばね、相対的に移動する装置部材間の 摩擦ヒステリシス及び絞り弁自体に作用する空気圧力に起因した全てのトルクの 合計を示す信号Ｍｃが引き算される。その結果得られるトルクＭｅが絞り弁軸を 駆動するモータ（ブロック６で図式的に示されている）に入力される。絞り弁軸 の位置は位置センサ（ブロック７で図式的に示されている）の出力により電子的 に検出される。モータ速度ｎ並びに位置センサによって得られる位置信号（α実 際）がブロック８に入力されモータ軸に作用する機械的なトルク（即ちばねトル ク、摩擦ヒステリシス並びに空気トルク）の合計を示す信号Ｍｅが形成される。

この実施例では絞り弁軸に作用するトルクは正確に調節モータの軸上で再現され る。定常な状態でモータ軸に作用する全ての機械的なトルクの合計は（摩擦ヒス テリシス、温度範囲並びに許容誤差を考慮した）窓内に常に存在しなければなら ず、これが反対の等しいモータトルクにより補償される。モータトルクはモータ 電流Ｉｍにより得られるもので、このモータ電流がアナログ／デジタル変換器９ を介してメインのマイクロコンピュータ１０（第２図参照）の制御ユニット（図 示せず）に入力される。

この電流Ｉｍがブロック１０においてトルクの「窓」に対応する所定の限界値以 上或は以下にあると判断された時には、絞り弁の調節機構に機械的な欠陥がある と結論される。特に電流が負になることは、ばねが壊れたりあるいは駆動機構が 故障していることを示している。欠陥状態が示された場合には、マイクロコンピ ュータ１０（ブロック１１）は絞り弁の最大角度を安全値に減少するか或は、例 えば燃料カット或は他のエンジンブレーキ状態での燃料カット等の他の手段によ りエンジンの出力を制限するか、及び／或は運転者用の警告ランプを作動させる 。この情報はもし装備されている場合には通常診断メモリに格納される。

第３図の簡単な流れ図において、αの実際値がステップ１２で検出される。モー タ電流ＩＤ、　ＩＥの上限値及び下限値がステップ１３において実際のαの関数 として設定される。ステップ１４でモータ電流が監視される。ステップ１５で定 常状態でＩＭがＩＤを越えたかどうかが判断され、ステップ１６で定常状態にお いてＩＭがＩＥより以下になったかどうかが判断される。モータ電流ＩＭが予め セットされた最小期間以上窓を離れる場合には、機械的な欠陥があると結論され 、ステップ１７で非常プログラムが作動され、例えば最大値が制限されたり、絞 り弁がつっかえている場合にはエンジンブレーキ時の燃料カット或は燃料遮断が 行われる。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成３年５月１３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）制御信号に従って絞り弁軸を開放あるいは閉じる方向に駆動する電子制御調 節モータと、絞り弁軸を常時絞り弁の閉じる位置あるいはアイドリング位置に付 勢する復帰ばねと、絞り弁軸の実際の位置を示す電気信号を出力する位置センサ とからなり、絞り弁軸の動作位置が電子的に制御される型の絞り弁調節装置にお いて、モータ軸に作用する全ての機械的なトルクの合計に等価な調節モータへの 供給量流が監視され、前記供給電流の上限値及び下限値が設定され、その範囲外 の場合モータトルクが通常の限界値以外であり、機械的な欠陥状態、例えば復帰 ばねが欠如していると判断されることを特徴とする絞り弁調節装置。 ２）欠陥状態が検出された場合、最大絞り弁角度が安全値に減少されるか、ある いはエンジンの出力が例えば燃料カットにより安全値に制限され、及び／あるい は警告信号が運転者に出力されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装 置。