JPS63113155A - スロツトルバルブ異常検出装置 - 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】 免肌五旦第 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スロットルバルブをアクセルペダルの直接の
操作に依存させないで、アクセルペダルの操作量、即ち
、踏み込み量を一旦センサーで検出し、その検出値を補
正等の適当な処理の後、スロットルバルブを駆動して開
度を制御する、いわゆる、リンクレススロットル方式の
スロットル制御における、スロットルバルブの異常検出
装置に関する。

［従来の技術］ 上記リンクレススロットル方式のスロットル制御は、高
速道路などでのオートドライブや、運転者による過剰な
アクセルペダル踏み込みを起因とする発進時のスリップ
の防止、いわゆるトラクションコントロール等に適用さ
れている。

このような制御装置のスロットルバルブの回転アクチュ
エータの例として、位置決め精度が高く、かつオーブン
ループ制御で使用できるため応答性が良いステッピング
モータを用いたものがある（特開昭５８−１６０５２５
）。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、ステッピングモータには乱調、及び共振と言
った問題があり、運転者の意志とスロットルとの動きが
一致せず、運転者に違和感を与える場合があった。上記
乱調や共振が生じた場合、内燃機関の運転停止等の何等
かの対策が必要になる。しかし、スロットルバルブの開
度異常を捉えるために、スロットルセンサを特別に設け
ることは、装置が複雑化し、各種回路も増加するので、
重量的にもコスト的にも不利益を生ずる。

そのため、スロットルセンサを用いずに、スロットルバ
ルブの開度異常を検出することが望まれていた。

免肌Ω１減 そこで、本発明は、スロットルセンサを設けずに、スロ
ットルバルブ開度異常の検出を可能にすることを目的と
し、次のような構成を採用した。

〔問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明の要旨とするところ＋ｉ°、第１図の基本
的構成図に例示するごとく、 アクセル操作量検出手段Ｍ１の検出結果に応じて、スロ
ットルバルブＭ２の開度を調節する開度調節手段Ｍ３を
備えた内燃機関Ｍ４に用いられるスロットルバルブ異常
検出装置において、アクセル操作量の時間変化量を検出
する操作変化量検出手段Ｍ５と、 内燃機関Ｍ４の空気吸入量検出手段Ｍ６と、該空気吸入
量検出手段Ｍ６により検出される吸入量の時間変化量を
検出する吸入変化量検出手段Ｍ７と、 上記アクセル操作量の時間変化量が該変化量の基準とし
て設けられている所定変化量以内で、かつ、空気吸入量
の時間変化量が該変化量の基準として設けられている所
定変化量以上の場合に、異常を示す出力を行う異常判定
手段Ｍ８と、を備えたことを特徴とするスロットルバル
ブ異常検出装置にある。

ここで、空気吸入量検出手段Ｍ６は、例えば、圧力セン
サを用いてスロットルバルブの下流の空気圧を捉えるも
のでもよく、また、エアフロメー′　　　夕等のように
、直接空気体積や重量を捉えるものでもよい。

異常判定手段Ｍ８の判断基準の内、アクセル操作量の方
の所定変化量は、零以外の値は勿論のこと、零でもよい
。零の場合は、変化が全く無い状態を、　「所定変化量
以内である」と判断することになる。この場合の判断と
して、所定変化量＝０とせずに、アクセル操作量そのも
のが、所定のアクセル操作量に一致しているか否かで判
断してもよい、特に所定アクセル操作量が零、例えば、
アクセルペダルが全く踏み込まれていない状態を基準と
してスロットルバルブ異常を判定すれば、正常ならスロ
ットルバルブの安定性が大きく、吸入される空気の変動
が小さいので検出精度上好ましい。

異常判定手段Ｍ８の異常を示す出力とは、異常を他の装
置に知らせる信号であってもよいし、単に、警告音出力
や、警告灯の点灯でもよい、上記他の装置は、信号を受
けて、例えば、内燃機関の燃料供給停止や、点火停止に
より、内燃機関の回転停止に導くことが出来る。

［作用］ 運転者が、アクセルを操作すると、アクセル操作量検出
手段Ｍ１がその操作量を検出し、開度調節手段Ｍ３がア
クセル操作量の検出値に応じて、必要により更に補正し
て、スロットルバルブＭ２の開度制御を行う、この間、
アクセル操作量検出手段Ｍ１の操作量の時間変化量が、
操作変化量検出手段Ｍ５により検出される。また、空気
吸入量検出手段Ｍ６により吸入空気の量が検出される。

この空き吸入量検出手段Ｍ６の検出値の時間変化量を吸
入変化量検出手段Ｍ７が検出する。

異常検出手段Ｍ８は、上記操作変化量検出手段Ｍ５の検
出値、即ち、アクセル操作量の時間変化量と、上記吸入
変化量検出手段Ｍ７の検出値、即ち、吸入されている空
気量の時間変化量とをそれぞれ比較し、アクセル操作量
の時間変１ヒ量がその所定変化量以内の場合で、かつ、
空気吸入量の時量変化Ｉがその所定変化量以上の場合に
は、異常を示す出力を行う。

即ち、アクセル操作量の時間変化量がその所定変化量以
内の場合は、当然に、開度調節手段Ｍ３の制御により、
アクセル操作量の変化に対応して吸入量が所定変化量内
になっていなければならないのに、該所定変化量以上の
変化があったということは、スロットルバルブＭ２が異
常となっていると判断できるからである。

次に、本発明の詳細な説明する０本発明はこれらに限ら
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種々の
態様のものが含まれる。

［実施例コ 次に、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。第２図は、本発明の一実施例のスロットルバル
ブ異常検出装置を装備したガソリン式内燃機関のシステ
ム構成図である。

同図において、内燃機関１は、シリンダ２、ピストン３
、シリンダヘッド４により形成される燃焼室５を有して
いる。上記燃焼室５には点火プラグ６が配設されている
。ピストン３からの出力は変速機等各種機構を介して、
駆動輪に伝達される。

内燃機関１の吸気系統は、燃焼室５の吸気バルブ７を介
して吸気管８に連通し、該吸気管８の内、吸気ボート９
の近傍には燃料噴射弁１０が吸気ポート９に向けて燃料
を噴射するように配設され、該燃料噴射弁１０の上流に
は吸入空気の脈動を吸収するサージタンク１１が設けら
れている。該サージタンク１１にはサージタンク１１内
の吸入空気の圧力を検出する吸気圧センサ１２が設けら
れている。更に、上記サージタンク１１の上流にはスロ
ットルバルブ１３が配設されている。更に上流にはエア
クリーナ１４が配設されているが、該エアクリーナ１４
から吸入された空気は、該スロットルバルブ１３の開度
により流量が調節されて、燃焼室５に供給される。該ス
ロットルバルブ１３はステッピングモータ１５により開
閉動作されている。

一方、内燃機関１の排気系統は燃焼室５の排気バルブ１
６を介して、排気管１７に連通している。

燃料供給処理は、図示しない燃料ポンプから燃料タンク
内の燃料が送出され、燃料供給管を介して、上記燃料噴
射弁１０に供給され、該燃料噴射弁１０にて所定タイミ
ングで噴射されることによりなされる。

又、点火処理は、図示しないイグナイタが点火に必要な
高電圧を出力し、ディストリビュータが内燃機関１のク
ランク軸に連動して上記イグナイタで発生した高電圧を
上記点火プラグ６に分配供給することによりなされる。

スロットルバルブ１３の開度制御は、アクセルペダル１
９に設けられたアクセルセンサ２０が捉えたアクセルペ
ダルの踏込み量いわゆるアクセル操作量に応じて電子制
御回路３０がステッピングモータ１５を駆動制御するこ
とにより行われる。

更に、内燃機関１は検出器として、上記吸気圧センサ１
２及びアクセルセンサ２０以外に、車軸に設けられその
回転量に応じたパルス信号を出力する車速センサ、シリ
ンダ２の冷却系統に設けられて冷却水温度を検出する水
温センサ、排気管１７内に設けられて排気中の残存酸素
濃度をアナログ信号として検出する酸素濃度センサ等を
備え、上記各センサからの信号は電子制御装置（以下単
にＥＣＵとよぶ。）３０に入力されるとともに、該ＥＣ
Ｕ３Ｏは上記内燃機関１の各部位を必要に応じて制御す
る。

次に、上記ＥＣＵ３Ｏの構成を第３図に基づいて説明す
る。

ＥＣＵ３Ｏは、ＣＰＵ３０ａ、ＲＯＭ３０ｂ、ＲＡＭ３
０Ｃ１及びバックアツプＲＡＭ３０ｄ等を中心に論理演
算回路として構成され、コモンバス３０ｅを介して入力
部３０ｆ及び出力部３０ｇに接続されて外部のセンサや
アクチュエータとの間で入出力を行う。

次に上記ＥＣＵ３Ｏにより実行される本発明のスロット
ルバルブ異常検出装置としての制御を第４図及び第５図
のフローチャートに基づいて説明する。ＥＣＵ３Ｏは、
この他にも、前述したアクセルセンサ２０の出力に応じ
たスロットルバルブ開度制御や、吸入空気量等に応じた
燃料噴射量制御、空燃比等に応じた点火時期制御等を行
っている。

第４図は、所定時間（５０ｍ５ｅｃ）毎に、割り込み実
行されるスロットルバルブ異常検出ルーチンの処理を示
す。

先ず処理が開始されると、ステップ１００にて。

アクセル操作量が零か否かが判定される。ここで、運転
者がアクセルペダル１９を少しなりとも踏み込んでいる
場合には、アクセル操作量は零ではないことから、否定
判定され、ステップ１１０にてツユニルカットフラグＰ
ｃがリセットされる。該ツユニルカットフラグＦｃとは
、後述する燃料噴射制御において燃料噴射を禁止するフ
ラグをいう。

次いでステップ１２０にて、カウンタＣをクリアした後
、ステップ１３０にて吸気圧センサ１２から、現時点の
吸気圧ＰＭのアナログデータをＡ／Ｄ変換した値ＰＭＡ
Ｄを取り込み、最大値を格納する変数ＰＭｍａｘに格納
する。更に、ステップ１４０にて、同じＰＭＡＤの値を
、最小値を格納する変数ＰＭｍｉｎに格納して一旦処理
を終了する。

運転者がアクセルペダル１つを踏んでいる間は上記処理
が繰り返される。

次にアクセルペダル１つが完全に戻された場合、即ち、
アクセルペダル１つの踏み込み量（操作量）が、零にな
っ人場合を考える。先ず、ステップ１００にて肯定判定
される０次いでステップ１６０にてカウンタＣがインク
リメントされる。更にステップ１７０にてカウンタＣの
値が２０以上か否かが判定される。アクセル操作量が零
となってから、初期の内は、カウンタＣは２０未満であ
るので、否定判定され、上述のステップ１３０及びステ
ップ１４０を実行した後、処理を一旦終了する。

その後同様な処理を繰り返し、アクセル操作量が零のま
まで、カウンタＣが２０以上となれば、ステップ１７０
で肯定判定されて、ステップ１８０の処理に移る。カウ
ンタＣが２０以上となるまで、ステップ１２０とステッ
プ１８０〜２２０の処理をしないのは、アクセル操作量
が零となったことを受けてＥＣｔＪ３０がスロットルバ
ルブ１３を全開にする時間、及び正常ならば吸気圧が安
定化する時間を考慮したためである。

こうして、カウンタＣが２０以上となると、ステップ１
８０にて計算用の変数Ｍｃｌに上記ＰＭｍａｘの値を格
納し、ステップ１９０にて計算用の変数Ｍｃ２に上記Ｐ
Ｍｍｉｎの値を格納する。

上記ＰＭｍａｘ及びＰＭｍｉｎの値は−Ｈ上記ステップ
１３０またはステップ１４０にて設定されているが、そ
の後ステップ１８０，１９０が実行される前に、２　＋
ｎ５ｅｃ毎に実行される、第５図に示す吸気圧の最大値
及び最小値を求める演算ルーチンにより、設定されたも
のである。即ち、上記ステップ１３０．１４０にてＰＭ
＋＋＋ａｘ及びＰＭｍｉｎの初期値が設定されていて、
ステップ３００にて、現在の吸気圧ＰＭＡＤとＰＭｍａ
ｘとを比較し、ＰＭＡＤの方が大きければ、ステップ３
１０にてＰＭｍａＸにＰＭＡＤの値が格納される。また
、ステップ３００にて否定判定され、更にステップ３２
０にてＰＭＡＤとＰＭｍｉｎとを比較してＰＭＡＤの方
が小さければ、ステップ３３０にてＰＭｎ＋ｉｎにＰＭ
ＡＤの値が格納される。ＰＭＡＤが、ＰＭｍａｘとＰＭ
ｍｉｎとの中間の値であれば、ステップ３００．３２０
にて各々否定判定され、本演算ルーチンでは何もなされ
ない。スロットルバルブ異常検出ルーチンのステップ１
３０．．１４０の設定の後、実際に、ステップ１８０，
１９０が実行されるまでに、本演算ルーチンは、２５回
実行され、その間のＰＭＡＤの最大値と最小値とを求め
ることになり、ＰＭｗａｘ　、　ＰＭｍｉｎとして格納
されている。

第４図のスロットルバルブ異常検出ルーチンに戻り、ス
テップ２００にて最大値Ｍｃｌと最小値Ｍｃ２との差が
求められ、７２Ｍに格納される。

即ち、７２Ｍは吸気圧の変動幅を表している。吸気圧Ｐ
ＭＡＤは空気の時間当りの吸入量と比例関係にあるので
、７２Ｍは吸入量の変動幅を表していることになる。

次にステップ２１０にて、７２Ｍが所定値Ｋを越えてい
るか否かが判定される。所定値にはアクセル操ＩＹ量零
の場合に、正常として許容できるΔＰ　Ｍの変動幅を示
すものである。否定判定、即ち、許容範囲内であれば、
ステップ１１０にてフラグＦｃはリセット状態のままに
保持される。もし、ΔＰＭが許容範囲を越えていれば、
ステップ２２０にてフラグＦｃはセットされる。以後、
前述のステップ１２０，１３０．１４０が実行される。

以後、上述のような処理が繰り返し実行される。

こうして、アクセルペダル１９が踏み込まれていない場
合に、吸気圧の変化ΔＰＭが所定ｉＫに納まっていれば
、フラグＦｃはリセット（Ｆｃ＝０）されているが、所
定値Ｋから外れた場合には、フラグＦｃはセット（Ｆｃ
＝１）される、ＥＣＵ３Ｏ内で実施している燃料噴射時
間御ルーチンの□内、第６図に示した燃料噴射実行ルー
チンにて、もし、フラグＦｃがリセット状態であれば、
ステップ４００にて否定判定され、ステップ４１０にて
、予め設定されているタイミングにて、図示しない燃料
噴射量算出ルーチンにて演算された燃料噴射時間Ｔｐの
間、燃料噴射弁１０が開弁して、燃料が吸入空気中に噴
射される。ところが、フラグＦｃがセットされている場
合、ステップ４００では肯定判定され、開弁処理がなさ
れずに、終了してしまう。このため、内燃機関１は燃料
が供給されず、回転を停止し、自動車の運転が不能とな
る。

本実施例は上記のごとく構成されているので、スロット
ルバルブ１３の開度を検出する、スロットルセンサを用
いずに、スロットルバルブ１３の駆動が異常となった場
合が検出でき、迅速に内燃機関の駆動を停止し、それ以
後の運転を禁止することができる。

上記実施例ではスロットルバルブ１３の異常が検出され
た場合には、内燃機関１の燃料供給を停止したが、点火
実行処理を停止してもよい、また、内燃機関１を停止す
るのでなく、警告音の発射や警告等を点灯させて、運転
者にスロットルバルブ１３の異常を知らせてもよい、ま
た、内燃機関１の停止と警告との両者を実行してもよい
。これにより運転者は適切な処置を取ることができる。

この様な効果は、スロットルバルブ１３がステッピング
モータ１５にて駆動されている場合に限らず、その他、
ソレノイド等各種のアクチュエータにて駆動されている
場合も同様に適用可能である。

また、ステップ１００にて、　「アクセル操作量が零か
否か」を条件としたが、アクセル操作量が、零または零
以外の値を中心として、ある幅内に存在することを条件
としてもよい。

尚、上記実施例において、アクセルセンサ２０がアクセ
ル操作量検出手段Ｍ１に該当し、ステッピングモータ１
５と電子制御回路３０との組合せが開度調節手段Ｍ３に
該当し、吸気圧センサ１２が空気吸入量検出手段Ｍ６に
該当し、電子制御装置３０が操（？変化量検出手段Ｍ５
（ステップ１００に対応）、吸入変化量検出手段Ｍ７（
ステップ１８０．１９０，２００，３００，３１０．３
２飢　３３０に対応）及び異常判定手段Ｍ８（ステ　。

ツブ２１０に対応）に該当する。

１咀五激」 本発明は、異常判定手段Ｍ８が、アクセル操作量の時間
変化量が所定変化量以内で、かつ、空気吸入量の時間変
化量が所定変化量以上の場合に、異常を示す出力を行う
６　そのため、スロットルセンサを設けることなく、ス
ロットルバルブの駆動異常が検出できる。こうして、装
置が簡単化し、各種回路も減少するので、重量的にもコ
スト的にも利益を生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成例示図、第２図は実施例の
構成図、第３図はその電子制御装置のブロック図、第４
図は実施例のスロットルバルブ異常検出処理内容を示す
フローチャート、第５図は同実施例の吸気圧の散大値及
び最小値を求める演算ルーチンのフローチャート、第６
図は燃料噴射実行ルーチンのフローチャートを表す、Ｍ
ｌ・・・アクセル操作量検出手段 Ｍ２・・・スロットルバルブ Ｍ３・・・開度調節手段　　　　　Ｍ４・・・内燃機関
Ｍ５・・・操作量「ヒ旦検出手段 Ｍ６・・・空気吸入量検出手段 Ｍｌ・・・吸入変化量検出手段 Ｍ８・・・異常判定手段 １・・・内燃機関　　　　　　８・・・吸気管１０・・
・燃料噴射弁　　　１１・・・サージタンク１２・・・
吸気圧センサ　　１３・・・スロットルバルブ１５・・
・ステッピングモータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アクセル操作量検出手段の検出結果に応じて、スロット
   ルバルブの開度を調節する開度調節手段を備えた内燃機
   関に用いられるスロットルバルブ異常検出装置において
   、 アクセル操作量の時間変化量を検出する操作変化量検出
   手段と、 内燃機関の空気吸入量検出手段と、 該空気吸入量検出手段により検出される吸入量の時間変
   化量を検出する吸入変化量検出手段と、上記アクセル操
   作量の時間変化量が該変化量の基準として設けられてい
   る所定変化量以内で、かつ、空気吸入量の時間変化量が
   該変化量の基準として設けられている所定変化量以上の
   場合に、異常を示す出力を行う異常判定手段と、 を備えたことを特徴とするスロットルバルブ異常検出装
   置。