JPH05214967A - 復帰装置における故障検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関のスロットルの閉鎖装置における復
帰装置の故障を検出する方法と装置を提供すること。 【構成】 内燃機関のスロットル用復帰装置は、スロッ
トルを第１の復帰位置に戻すばねの形をした第１の復帰
手段と、スロットルを第１の復帰位置を超えて第２の復
帰位置へ戻すモータの形をした第２の復帰手段を備え
る。位置センサが第１と第２の復帰位置を判断し、第２
の復帰位置が第１の復帰位置を超えない場合、故障が表
示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は復帰装置、例えば内燃機
関のスロットルの閉鎖装置における誤りを検出するため
の方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、車両のアクセルペダルのようなド
ライバーが操作する制御装置と内燃機関誘導装置間の機
械的接続は、いわゆる「ドライブ・バイ・ワイヤ」装置
と取り代えられることが多い。そのようなドライブ・バ
イ・ワイヤ装置ではアクセルペダルが位置トランスジュ
ーサを作動させ、同トランスジューサはアクセルペダル
の位置に従って信号をエンジン制御装置へ供給する。

【０００３】電子制御装置（ＥＣＵ）はサーボモータを
制御する信号を供給し、サーボモータは適当な機械的リ
ンク又は機構を介してスロットルの開きを制御する。通
常の場合、トルクモータはスロットルを担い位置トラン
スジューサへ接続されるシャフトに接続される。一般的
にいって、ＥＣＵがスロットルの閉鎖を要求する時エン
ジンスロットルを閉じるために“復帰／閉鎖”装置を２
個設ける必要がある。これら二個の装置は互いに独立に
作用することによって、万一一方の装置が故障した場
合、他方が所要時にエンジンスロットルを閉じるように
する必要がある。このような構成によれば誤りや故障の
場合にエンジンが望ましくない、あるいは危険な形で運
転する危険を軽減することができる。

【０００４】この種の構成で知られているものの一つで
は、一方の装置がスロットルを不断にその閉鎖位置方向
へ駆動する戻りばねを備え、第２の装置はそれ自身サー
ボモータを備えている。サーボモータは誤りがなけれ
ば、ＥＣＵから適当な要求信号を受取るとスロットルを
その閉鎖位置へと駆動する。かくして、サーボモータが
故障の場合、戻りばねはスロットルを閉じ、一方、戻り
ばねが故障の場合には、サーボモータはスロットルを閉
じることになる。

【０００５】上記構成の場合に発生し得る問題点は、潜
在的な故障が発生して検出されないままでいるため、万
一第２の故障が発生した場合、ＥＣＵがスロットルをそ
の閉鎖位置に復帰させることができなくなってしまう点
である。例えば、もし戻りばねが故障しても、スロット
ルは依然サーボモータによりその閉鎖位置に戻され、戻
りばねの故障は検出されないままとなる。万一その後に
サーボモータやその駆動回路に故障が発生すると、エン
ジンは望ましくない、恐らく危険な形で動作する恐れが
ある。同様にして、万一サーボモータの駆動装置に故障
が発生してサーボモータがスロットルを閉じることがで
きない場合、戻りばねが引続いてこの作用を行い、第２
の装置の故障は戻りばねが故障しない限りまたそれが故
障するまで検出されない恐れがある。

【０００６】本発明の第一の局面によれば、復帰装置に
おける故障を検出する装置で同装置の機構を第１の復帰
位置に駆動する第１の復帰手段と、前記機構を第１の復
帰位置を超えた第２の復帰位置へ駆動する第２の復帰手
段と、第１と第２の復帰位置を判断する手段と、第２の
復帰位置が第１の復帰位置を超えない場合に故障を指示
する手段と、を備えたものが提供される。

【０００７】前記復帰装置は閉鎖装置、例えば内燃機関
のスロットルと共に使用するに好適なスロットル閉鎖装
置より成る。前記第１の復帰手段は戻りばねより成る。
第２の復帰手段はモータにより構成することができる。
第２の復帰手段と位置判断手段は機構の一部を構成する
回転自在の弾性シャフトのような弾性手段を介して復帰
装置により制御されるスロットルやその他の装置に接続
することができる。その代わりに、又はそれに追加して
弾性の復帰エンドストッパーを設けることができる。

【０００８】位置判断手段は回転位置トランスジューサ
より構成することができる。例えば、第２の復帰手段が
モータの場合、モータと回転位置トランスジューサとは
サーボフイードバック系の一部を構成してスロットルの
開きや復帰装置により制御される別の装置の位置を制御
することができる。本発明の第２の局面では、復帰装置
の故障を検出する方法で装置の機構を第１の復帰手段に
より第２の復帰位置に駆動し、第１の復帰位置を判断
し、前記機構を第２の復帰手段により第１の復帰位置を
超える第２の復帰位置へ駆動し、第２の復帰位置を判断
し、第２の復帰位置が第１の復帰位置を超えない場合に
故障を指示する段階より成るものが提供される。

【０００９】かくして、スロットル閉鎖装置のような復
帰装置における潜在的な故障を検出可能な構成を提供す
ることができる。スロットルの閉鎖時、例えば内燃機関
の遮断時にはばねのような第１の復帰手段によってスロ
ットル機構がスロットルを閉じる。その後、モータのよ
うな第２の手段が動作して閉鎖力を大きくして機構を閉
鎖したスロットルに対応する地点を超えて移動させる。
もし両方の復帰手段が正確に作動すれば、前記機構は更
に閉鎖方向に移動し、その後のエンジンの動作は正常に
続行することになる。だが、もし例えばモータやモータ
駆動装置に故障が発生したとすると、前記機構は第１の
手段により確定される復帰位置を超えては駆動されず、
故障が指示されることになろう。その後、例えばエンジ
ンのそれ以上の運転を禁止したり制限して「リンプホー
ム」モードを提供するような適当な行動をとることがで
きる。

【００１０】復帰ばねのような第１の復帰手段を検出す
るために、第１の復帰手段により確定される第１の復帰
位置を例えばスロットルがほぼ閉じた位置に相当する保
存値と比較することができる。もしこの値が第２の復帰
手段がスロットルを閉じるように作動する前に第１の復
帰手段により達成されない場合には、故障の指示が再度
与えられ、エンジンの運転は停止されるかリンプホーム
モードに制限される。かくして、スロットル閉鎖装置等
における潜在的な故障を検出することによって連続運転
を防止したり制限し装置の安全度を向上させることがで
きる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図面に即して詳説する。スロ
ットル軸１は一端がカム２に接続される。カム２はスロ
ットルを閉じるストッパー３と共働してスロットル（図
１には図示せず）の閉鎖方向への運転を限定する。カム
２は本例では戻りばね４の一端に接続される。戻りばね
４の他端はエンジン誘導装置の固定部分５に固定され
る。戻りばね４はカム２をストッパー３方向に駆動する
ように緊張して作用する。

【００１２】シャフト１の他端はモータ巻線７を有する
サーボモータのハブ６に接続する。巻線７は共通の給電
ライン１２とプラス１２ボルトの給電ライン１３間にブ
リッジ形に構成されたパワートランジスタ８〜１１より
成るＨブリッジ形のドライバーに接続する。モータを第
１の方向に駆動するためにトランジスタ９，１０は導通
し、一方、トランジスタ８，１１は遮断される。モータ
を反対方向に駆動するためにトランジスタ８，１１は導
通し、一方トランジスタ９，１０は遮断される。駆動は
連続信号もしくはアナログ信号によってもよいし、例え
ばジューテイサイクルの変化するパルス形波形によって
もよい。

【００１３】モータハブ６はシャフト１４を介して回転
位置センサ１５に接続される。センサ１５は抵抗トラッ
クと同トラックとシャフト１４の回転位置により判断さ
れる位置で接触するスライダとを有する回転形可変ポテ
ンショメータより構成する。スライダにおける電圧がシ
ャフト１４、従ってモータハブ６の回転位置又は角度位
置を表わすように抵抗トラック全体に一定の安定電圧を
印加する。

【００１４】図２はシャフト１に付属したスロットル２
２を含む誘導装置２１を備えた内燃機関２０を示す。ス
ロットル２２は誘導装置内へのエアの供給を、従ってエ
ンジン２０の出力要求を制御する。図１のＨブリッジド
ライバーは電子制御装置の一部として２３に示す。位置
センサ１５の出力はアナログ／デジタル変換器（ＡＤ
Ｃ）２５に接続する。アナログ／デジタル変換器２５の
出力はマイクロプロセッサ（ｕｐ）２６に接続する。マ
イクロプロセッサ２６の第１の出力はドライバー２３に
接続し、図示例に示すように、モータ６，７を直接駆動
する上で適当な可変ジューテイサイクルパルス出力を供
給する。その代わりにデジタル／アナログ変換器をマイ
クロプロセッサ２６とドライバー２３の間に設けること
もできる。

【００１５】マイクロプロセッサ２６の動作は、リード
・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）２７内に記憶したプログ
ラムにより制御する。記憶されたプログラムは、電子制
御装置２４がその他のセンサ（図示せず）から入力を受
取り制御信号を燃料噴射系統や点火時期調節系統の如き
種々の装置（図示せず）に供給してエンジン制御装置と
して動作するように種々の作用を提供する。マイクロプ
ロセッサ２６はスロットル閉鎖装置における故障を指示
するための表示器２８に接続されたもう一つの出力を有
する。

【００１６】スロットル閉鎖故障判断装置は図３の流れ
線図により示すプログラムに従って動作する。３０にお
いてエンジン２０が運転中かどうかについて周期的なチ
ェックが行われる。もしエンジンが運転中であれば、次
のチェックまでそれ以上の行動はとられない。もしエン
ジンが停止している場合、マイクロプロセッサ２６によ
り、ドライバー２３は３１で全開パワーをモータ６，７
に供給し、スロットルを全開させる。３２において、セ
ンサ１５に指示された絞り角度が読取られ、３３で装置
較正と点検目的で保存される。３４でドライバー２３は
オフとなる。

【００１７】故障が存在しない場合、戻りばね４はカム
２がストッパー３に戻るようにスロットルを閉じる。ス
ロットルがばね４の作用で閉じることができるような適
当な時間間隔をおいた後に、３５で絞り角が読取られ、
３６で“Ａ”として保存される。３７において、マイク
ロプロセッサ２６によってドライバー２３は全閉パワー
をモータ６，７に供給する。従って、モータはスロット
ルシャフト１の隣接端を図１の矢印５０に示す方向に回
転させる。モータの閉鎖トルクはシャフト１の弾力に作
用することによってセンサ１５は、閉鎖トルクがモータ
により供給されることなくスロットルがばね４により閉
鎖される時に検出される位置よりも“より閉じて”いる
位置を検出する。

【００１８】３８において、スロットル角は再び読取ら
れ、３９において変数“Ｂ”として保存される。その
後、モータ６，７はドライバー２３を遮断することによ
って活動停止する。４０において、変数Ａ，Ｂが比較さ
れる。もしＡがＢよりも大きい場合、４１において両方
のスロットル閉鎖装置が正確に機能していることを示す
フラグが不揮発性メモリ内に保存され、４２において電
子制御装置２４はパワーダウンし、次のエンジン動作を
待機する。

【００１９】一つもしくはそれ以上のトランジスタのよ
うにドライバー２３やモータ６，７内に故障が発生した
場合、ステップ３７において全閉パワーが加えられる
と、閉鎖トルクはシャフト１に加えられず、ステップ３
８においてセンサ１５により読取られた位置はステップ
３５で読取られた位置とほぼ等しいかあるいはそれより
も大きくなるようにする。かくして、ステップ４０はＡ
がＢよりも大きくないことを検出し、ステップ４３はメ
モリ内に故障フラグを保存する。４４において再びパワ
ーアップされてエンジン２０が続いて動作するとエンジ
ンがリンプホームモードでのみ動作するように電子制御
装置２４がセットされる。例えば、電子制御装置２４は
比較的低い限られたエンジン出力に相当する所定角度を
超えてスロットル２２を開放することを妨げられる。こ
のことによってエンジン２０により駆動される車両は家
又は車庫に駆動される一方、エンジンに対する損傷や危
険速度での車両の運転が防止される。最後に４５におい
て電子制御装置がパワーダウンされ次のエンジン動作を
待機する。

【００２０】故障プラグをセットするステップ４３によ
りマイクロプロセッサ２６は警告ランプ２８を点灯する
かその他の適当な表示を発してドライバーに装置４の故
障を報告する。リンプホームモードはセットされたまま
で、表示器２８は故障を修理する行動がとられ電子制御
装置が例えば保守要員によりリセットされるまで作動さ
れる。

【００２１】本発明の範囲内で種々の変形を施すことが
できる。例えば、シャフト１の回転弾力によらず、また
はそれに加えて、エンドストッパー３に弾性をもたせて
モータ６，７により付与される閉鎖トルクによりシャフ
ト１が戻りばね４により確定されるスロットル閉鎖位置
を超えて移動するようにすることもできる。同様にし
て、ステップ３５で読取られた絞り角Ａを所定角度と比
較してばね４０が正確に作用しており、スロットルをそ
の閉鎖位置に戻し終えたことを確定するようにすること
もできる。

【００２２】モータハブ６とカム２の間の弾性はモータ
とスロットルの間に存在する機構により与えることがで
きる。その代わりに、例えば従来よりも弾性度の大きい
シャフトを設けることによってこの弾性を付与もしくは
増大させる手段をとることもできる。回転位置センサ１
５はモータハブ１４のスロットルシャフトとは反対側に
示してあるが、センサ１５はモータ６，７が閉鎖トルク
を加える時にひきおこされる追加的な運動を検出できる
ように任意の適当な位置に設けることもできる。

【００２３】かくして、一つもしくはそれ以上の装置に
おいてさもなければ潜在的な故障を確実に検出してエン
ジンスロットルを閉じる構成を提供することができる。
エンジンが望ましくないモードで動作する危険はかくし
て相当減ることになり、故障を迅速に修理してエンジン
スロットル制御装置の正確で完全な動作を回復させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関のスロットルの制御装置の部分線図で
ある。

【図２】本発明の実施例を構成する閉鎖故障検出装置を
含むスロットル制御装置のブロック線図である。

【図３】図２の装置の動作を示す流れ線図である。

【符号の説明】

１ 弾性手段 ４ ばね ６，７ モータ １５ 位置判断手段

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 復帰装置の機構を第１の復帰位置へ駆動
   する第１の復帰手段を備える復帰装置における故障検出
   装置において、前記機構を第１の復帰位置を超えて第２
   の復帰位置へ駆動させる第２の復帰手段と、第１と第２
   の復帰位置を判断する手段と、第２の復帰位置が第１の
   復帰位置を超えない場合に故障を表示する手段と、を備
   える前記故障検出装置。
2. 【請求項２】 第１の復帰手段がばねより成る請求項１
   の装置。
3. 【請求項３】 第２の復帰手段がモータより成る請求項
   １又は２の装置。
4. 【請求項４】 第２の復帰手段と位置判断手段とが弾性
   手段を介して機構に接続される請求項１〜３の何れかの
   装置。
5. 【請求項５】 弾性手段が回転弾性シャフトである請求
   項４の装置。
6. 【請求項６】 第１の復帰位置を規定する弾性エンドス
   トッパーを備える請求項１〜５の何れかの装置。
7. 【請求項７】 位置判断手段が回転位置トランスジュー
   サである請求項１〜６の何れかの装置。
8. 【請求項８】 復帰装置の故障検出方法において、復帰
   装置の機構を第１の復帰手段により第１の復帰位置へ駆
   動し、第１の復帰位置を判断し、前記機構を第２の復帰
   手段により第１の復帰位置を超えて第２の復帰位置へ駆
   動し、第２の復帰位置を判断し、第２の復帰位置が第１
   の復帰位置を超えない場合に故障を表示する段階より成
   る前記方法。