JPS63198746A - エンジンの制御装置 - 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】 （８業上の利用分野） 本発明は吸気通路に電気的に制御されるスロットル弁を
！ｉｌｉえたエンジンの制御装置に関するものである。

（従来技術） 従来、例えば特開昭５６−１４８３１公報にみられるよ
うに、吸気通路に設けたスロットル弁を、アクセルペダ
ルの操作量検出信号等を受ける制御部により、ステップ
モータ等を介して電気的に１ＩＩＪ　ａｌｌするように
したエンジンは知られている。

このように電気的にスロットル弁を制御した場合、要求
に応じたスロットル開度特性が畳られる等の利点がある
。

（発明が解決しようとする聞題点） 上記のようにスロットル弁を電気的に制御する場合、ス
ロットル弁の制御系に故障が生じる可能性があり、この
場合に制御不能となったス［１ツ１−ル弁は全開に戻さ
れることが要求される７、シかし、故障によってスロッ
トル弁が伯動しなくなると、この故障が修復されるまで
の走行性を確保する上で問題が生じる。

そこで本発明は、先ず、電気的に制御されるスロットル
弁（主スロットル弁）の１ｌＩｌ障に対する安全装置と
して、主スロットル弁をバイパスするバイパス通路を設
け、このバイパス通路に、アクセル操作部に機械的に１
枯された副スロットル弁と、通常時にバイパス通路を閉
じて主スロットル弁の故障時にＩＦｉｌ　ｆｔ’　１ｌ
ｊＪするシャッター弁とを設けることにより、主スロッ
トル弁の故障時にバイパス通路からエンジンに吸気を供
給して走行性を確保することを基本的目的とする。

ただしこのＪ：うな支仝装δを設ける場合に、主ス［１
ツトル弁の故障時に、少なくとも走行性を確保すること
ができる程度の吸気量調整機能が安全装置に要求される
一方、このような安全装置の作動はあくまで主スロット
ル弁の故障が修復されるまでの応急的なものであるので
、上記故障時にはこれを運転者に認識ざゼる必要がある
が、故障時にもエンジン出力が通常時と同程度であると
、運転者が故障を感知せずに運転し続ける可能性がある
という問題が生じる。また、このような故障時には走行
の安全性がエンジンの出力性能等よりも優先されるべき
である。

そこで、さらに本発明は、このような問題に５着目し、
主スロットル弁の制御系に故障が生じたときに、安全に
走行することができる状態を確保し、しかも、運転者に
故障を即座に認識させることができるエンジンのａ１１
１１装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、吸気通路に設けられて電気的に制御される主
スロットル弁と、この主スロットル弁をバイパスするバ
イパス通路に設けられてアクヒル操竹部に機械的に連結
された副スロットル弁と、上記バイパス通路に設けられ
て通常時にバイパス通路を開じるシャッター弁と、上記
主ス［１ツトル弁の制御系の故障時に１記シヤツター弁
を開くシｔ・ツタ−弁制御手段と、この制御手段により
シャッター弁が聞かれるときに、エンジン出力を通常時
の主スロットル弁のυ制御によるエンジン出力にり低下
させるように吸気量を規制する規制手段とを備えたもの
である。

この構成により、主スロットル弁の制御系の故障時には
バイパス通路を通して走行性を確保することができる程
度の吸気がエンジンに供給され、かつ、このような状態
がエンジン出力の変化によって運転者に認識されること
となる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示し、この図において、エ
ンジン１のシリンダ内のピストン２の上方には燃焼室３
が形成され、この燃焼室３に吸気ボート４および排気ボ
ート５が開口し、これら吸気ボート４およびＩＲ気ボー
ト５は、吸気弁６およびり１気弁７によってそれぞれ所
定のタイミングで１ｆｔｌ　１１１されるようになって
いる。そして、上記吸気ボー＋−４および排気ボート５
は吸気通路８および排気通路９にそれぞれ連通している
。

上記吸気通路８には、吸気量を調整する主スロットル弁
１０が設置Ｊられるとともに、吸気ボート４の近傍に燃
料噴射弁１１が装備されている。上記１ス［１ツトル弁
１０は、マイクロコンピュータ薄を用いた制御ユニット
１２により、ステップモータ１３を介して電気的に制御
されている。

また、上記主スロットル弁１０の制御系が故障したとき
の安全ｖｔ置として、故障時にステップモータ１３への
通電を停止するＷ１横と罪過￥ｔｉＩＬＩに主スロット
ル弁１０を全開位置に付勢するリターンスプリング（図
示せず）が設けられるとともに、主スロットル弁１０を
バイパスしてその１流側と下流側の吸気通路８を連通ず
るバイパス通路１４が形成され、このバイパス通路１４
に、アクセルペダル１５にケーブル１６等を介して接続
された副スロットル弁１７と、アクチュエータ１９によ
り駆動されてバイパス通路１４を聞関するシャッター弁
１８とが設けられている。上記アクブユ１−タ１９は、
図に示す実施例ではダイ）フッラム装置により形成され
、このアクチュエータ１９の室１９ａに負圧が導入され
ているときはシャッター弁１８をｒｌｌし、大気が導入
されたときはシャッター弁１８を開くようになっている
。上記アクブユ工−り１９の室１９ａに【よ、Ω圧側電
磁弁２０　Ｊ５よび人気側電磁弁２１が配設された通路
２２を介し、主スロツ１−ル弁１０下流の吸気通路８内
の負圧と大気とが選択的に導入されるようになっている
。そして、上記各電磁弁２０．２１が制御ユニット１２
によって制御されることにより、上記アクチュエータ１
９によるシャッター弁１８の作動が制御され、とくに当
実施例では、゛電磁弁２０゜２１がデユーティ比υ１１
１１１されることにより、シャッター弁１８の開度が制
御されるようになっている。

上記制切１コニット１２には、アクセルペダル１５の操
作員を検出するアクセルセンサ２３からの信号と、−１
ニス［１ツトル弁１０の開度を検出する主スロツｌ〜ル
開度センリ２４からのイｎ＠と、シャッター弁１８の全
１１１状態を検出するシャッター弁スイッヂ２５からの
信号とが入力されている。さらに当実施例では、車両の
駆動輪４！ｒ（図示せず）がスリップしているとぎに主
スロットル弁１０の開度を変更してエンジン出力を調整
するトラクシコンコンＩ−ロールを行なうように、図外
のトラクションコントロールユニットから、トラクショ
ンコン１−ロール状態かどうかを示すトラクションコン
ト１］−ルイネーブル信号２６、およびトラクションコ
ントロール用目標スロットル開度２７も、上記制御ユニ
ット１２に入力される。

第２１ｉＱは上記制御ユニット１２に含まれる手段を機
能ブロック図で示しており、制御ユニット１２には、主
スロットル弁１０に対するｆＩＩＩｌｌＩ系と、安全ｆ
ｉ置の上記シャッター弁１８に対する制御系とが含まれ
ている。主スロットル弁１０に対する制御系には、アク
セルセンサ２３からの信号に応じて基本スロットル開度
（主スロットル弁１０の基本的な目標開度）を演韓する
基本スロワ（・ル開度演算１段３１と、トラクシコンコ
ントロールイネーブル信号２７に応じて上記基本スロッ
トル開度もしくはトラクションコントロール用目標スロ
ットル開度を選定する開Ｉｆ選定手段３２と、これらの
手段を経て得られる目標スロットルｆｉ１度と主スロッ
トル間度セン＋Ｊ２５によって検出される実１ｍ度との
比較に基づいて主スロットル弁１０のｉ／制御値を決め
るスロットル弁制御１段３３と、上記１、ＩＩ　１０　
ｆｆｉに応じてステップモータ１３を駆動するステップ
モータ駆動手段３４とが設けられている。

また、安全装置に対する制御系には、主スロットル弁１
０の目標開度と実聞疫との差等に基づいて主スロットル
弁制御系の攻障を判定する主スロットル系政障判定手段
３５が設けられるとともに、この判定に応じてステップ
モータへの通電をＯＦＦとするとともにシャッター弁３
６を作動させるべきかどうかを判定するシャッター弁作
動判定手段３６と、シャッター弁１８の駆動制御！Ｉｌ
信号を電磁弁２０．２１に出力するシャッター弁駆動手
段３７とを′４１するシャッター弁制御手段３８が設け
られ、さらに吸気量の規制手段として、シャッター弁開
度演算手段３９が設けられている。上記ジャツウ−弁間
度演尊手段３９は、主スロットル系の一々障に応じてシ
ャッター弁１８が聞かれるときに、シャッター弁１８に
よりバイパス通路１７が）内１良に絞られて正常時より
吸気量が少なくなるように、シルツタ−弁１８のｒｉｆ
ｔ　Ｉ臭を演算している。

第３図乃至第１１図は上記υ１６１１ユニット１２によ
る制御の具体例をフローチャー１・で示したちのであり
、第３図はメインルーチン、第４図乃至第９図は上記メ
インルーチンに含まれる各サブルーチン、第１０図およ
び第１１図は割込みルーチンである。

第３図のメインルーチンでは、スタートすると、まず初
期化のサブルーチンＲＡを行なう。それから、各！Ａ／
Ｄ変換のためのサブルーチンＲ［３、基本スロットル開
度算出のためのりブルーヂンＲＣ１目標スロットル曲度
算出のためのサブルーチンＲＤ、シャッター弁ｆｌ仙判
定のための勺ブルーチンＲＥおよびシャッター弁開度演
算のためのり゛ブルーヂンＲＦを順次実行し、これらの
処即を繰返す。

初期化のサブルーチンＲＡにおいては第４図のように、
制御ユニツ１−１２の各ボートの入出力の設定（ステッ
プ５Ａ１）と、各レジスタの初１１　＋ａの設定（ステ
ップＳ△２）と、後述の割込みルーチンを行なわせる割
込み用タイマの設定（ステップＳＡ３　）とを順次行な
う。

Ａ／Ｄ変換のためのサブルーチン［３においては第５図
のように、まずステップＳ［３１でチャンネルＣ１−１
の値をＯとする。それから、ステップＳ８２でＣＨボー
トの入力値のＡ／Ｄ変換を行なうとともにステップ３Ｂ
３でチャンネルＣＩ−１を１ずつ加算し、ステップＳＢ
４で、チャンネルＣＩ−１が１のときはアクセルペダル
操作ｆｔｔＡｃＰを、チャンネルＣ）−１が２のとぎは
主スロットル開度センサ２５の出力に基づく実スロット
ル開度ＴＨＲを、チャンネルＣ８が３のとぎはトラクシ
ョンコントロール用目標スロットル開度Ｔ　Ｔ　＋−１
を、それぞれＡ／Ｄ変換した値でストアする。そしてス
テップ８１３５でチャンネルＣＩ・１が３になったこと
が判定されるまでステップＳＢ２からステップ８８５ま
での処理を繰返し、チャンネルＣＩ−１が３になればリ
ターンして次のサブルーチンに移る。

基本スロットル開度算出のためのサブルーチンＲＣにお
いては第６図のように、ステップＳＣ１でアクセルペダ
ル操作ｆｆ１ＡｃＰを読込み、ステップＳＣ２で基本ス
ロットル開度Ｔ　ＨＯＢを算出する。この場合、予め、
例えば図示のようなアクセル操作量ＡＣＰに応じた基本
スロラミール聞度Ｔ　ＨＯＢの特性が制御ユニット１２
内に記憶され、これに基づき、そのときのアクセル操ｆ
’１ｌｆｔにλ１応勺る基本スロットル開度−ｒ　ＨＯ
Ｂが演幹される。

目標スロワ１開度開度睦出のためのりブルーヂンＲＤに
おいては第７図のように、ステップＳＤ１で１−ラクシ
ョンコン１〜ロールーイネーブル（ｉＴ号２７を読込み
、ステップＳＤ２で上記信′Ｉコ２７に応じてＩ・ラク
ションコントロール中か否かを調べる。

そして、トラクションコントロール中でな（〕れば、ス
１ツブＳＤ３で上記基本スロットル開度Ｔ　Ｉ−１０Ｂ
を目標スロットル間Ｉｆ　Ｔ　１」ＯＪとし、トラクシ
ョンコントロール中で・あれば、ステップＳＤ４でトラ
クションコント【コール用の聞Ｉｆｆ　’ｒ　Ｔ　Ｈを
ｌコ標スロットル開度Ｔ　ＨＯＪとする。

シャッター弁作動判定のためのサブルーチンＲＥにおい
ては第８図のように、ステップＳＦ＋　。

ＳＦ３で目標スロットル開度Ｔ　１−１０　Ｊおよび実
スロットル開度Ｔ　ＨＲを入力し、ステップＳＥ３で、
目標スロットル開度Ｔ　ＨＯＪがＯでないかどうかを調
べる。目標スロットル開度Ｔ　ＨＯＪ　ｌｆｉ　Ｏでな
ければ、目標スロットル開度Ｔ　Ｉ−１０Ｊと実スロッ
トル開度−ｒ　ｌ−Ｉ　１１との差の絶対値Δ「１」を
求め（ステップ５Ｅ４）、この値ΔＴ　Ｈが故障判定基
準となる設定値より大きいか否かを調べる（ステップ５
Ｅ５）ことにより、主スロットル弁制御系の故障の有無
を判定する。そして、この判定結果がＮＯのとぎはシャ
ッター弁コントロールフラッグＳＶＦをＯとしくステッ
プＳＥｅ　）　、ＹＥＳのときは、上記フラッグＳＶＦ
を１とする（ステップ５Ｅ７）とともに、主スロットル
弁１０を閉じるようにステップモータ１３への通電を停
止する（ステップＳＥａ　）。なお、ステップＳＥ３で
の判定結果がＮｏのとぎはそのままリターンする。

シャッター弁開度演算のためのサブルーチンＲ１二にお
いては第９図のにうに、ステップＳＦ１でシレッター弁
コントロールフラッグＳＶＦの値を入力し、ステップＳ
Ｆ２で上記シャッター弁コント［］−ルフラッグＳＶＦ
が１か否かを調べる。その判定結果がＮｏのときはその
ままリターンする。

また、ステップＳＦ２での判定結束がＹＥＳのときは、
ステップＳＦ３で目標スロットル開度「ト（ＯＪを入）
ｊし、ステップＳＦ４で、「１標ス１」ツ１−ル聞１腹
ＴＨＯＪに応じて例えば図示のような対応関係でシトツ
タ−弁開度ＳＶＯをｉＸｉ＋ｒｉする。この場合、バイ
パス通路１４を通る吸気量が、上記１］標スロットル聞
度に応じた正常時の主スロットル弁１０を通る吸気量に
比べて小さくなるように、予め上記の対応関係を設定し
ておき、このように対応関係を設定したテーブルからシ
ャッターか開度ＳｖＯを演咋する。次にステップＳＦ５
で、上記シャッター弁開度ＳｖＯに応じて？ｈ磁弁２０
゜２１をデユーティ比制御するため、シャッター弁開度
ＳＶＯのデ１−ティ′ａ換を行４Ｔう。この場合、デユ
ーティ比周明を下、シャッター弁開度の最大値に相当す
る定数をＫとづると、デ１１アイ信号の高、低の各時間
［ｈ５丁Ｑをそれぞれ、Ｔｈ＝　（ＳＶＯ／Ｋ）Ｔ ＴΩ−Ｔ−Ｔｈ と演ｎする。

第１０図に示す割込みルーチンＩＲ１は、上記ザブルー
チンＲＦでデユーティ変換により求めた時間Ｔｈ、ＴＱ
に基づき、シャッター弁１８の駆動を行なうためのもの
であって、第１タイマおよび第２タイマによるタイマ割
込みで起動される。

このルーチンにおいては、ステップＳ１でシャッター弁
コンｈロールノラッグＳＶＦの値を入力し、ステップＳ
２で上記フラッグＳＶＦが１か否かを調べる。そして、
ステップＳ２での判定結果がＮＯであれば負圧側電磁弁
２０を開、人気側′ｒｒｉ磁弁２１を閏に保持すること
によりシャッター弁１８をｍ状態に保つ（ステップＳ３
　）。またステップＳ２での判定結果がＹＥＳのときは
、各電磁弁２０．２１をそれぞれデユーティ比ｆｉ＋１
１１１′ｒｊる処理を行なう。この処理としては、ステ
ップＳ４で今回の割込みが第１タイマによるものが否か
を調べ、その判定結果がＹＥＳのときは、第１タイマフ
ラツグｒＦ１が１となっていれば第１タイマへ時間ＴＱ
を出力するとともに負圧側電磁弁２０を開としてから第
１タイマフラツグＴＦＩをＯとし、第１タイマフラツグ
Ｔ　Ｆ　１が０となっていれば第１タイマへ時間下りを
出力するとともに負圧側電磁弁２０を１１１としてから
第１タイマフラツグＴＦＩを１とする（ステップ＄５〜
５１１）。またステップＳ４の判定結果がＮｏ（第２タ
イマによるυ１込み）のときは、第２タイマフラツグＴ
Ｆ２が１となっていれば第２タイマへ［Ｔ−Ｔｆｆ　］
の時間を出力するとともに大気側電磁弁２１をＩＭとし
てから第２タイマフラツグｒＦ２をＯとし、第２タイマ
フラツグＴ　Ｆ　２が０となっていれば第２タイマへ［
Ｔ　−Ｔ　ｈ］の時間を出力するとともに大気側ｉｆｆ
磁弁２］を閏としてから第２タイマフラツグ［Ｆ２を１
とする（ステップ８１２〜５ｖａ）。

第１１図に丞す割込みルーチンＩＲ２は、主スロットル
弁駆動のための、ｂのであって、１ｍＳ毎に起動される
。このルーチンにおいては、ステップＳ２１．Ｓ２２で
目標スロットル開度”ｒ　ＨＯＦおよび実スロットル開
度Ｔ　ｌ−Ｉ　Ｒをそれぞれ入力し、ステップＳ　２３
で上記実スロットル開度Ｔ　ＨＲをステップモータ１３
分ステップに相当する値ＴＨＲＭに変換する。そして、
ステップＳ２４．８２５での上記値Ｔ　ＨＲＭと目標ス
ロットル開１ｆｉＴＨＯＪとの比較に基づぎ、上記値Ｔ
ＨＲＭが目標スロットル間麻゛「ト１０Ｊと等しけばそ
のままリターンし、目標スロットル開度Ｔ　Ｉ−１０Ｊ
より大きければ主スロットル弁１０を開方向に１ステッ
プ作動しくステップ５２８）、小さければスロットル弁
１０を開方向に１ステップ作動する（ステップ５２７）
。

以上のような制御装置によると、主スロットル弁１０の
ｉｌ、ｌＩ　部系が正常に作動している状態にあるとぎ
は、上記のサブルーチンＲＤｔ’の１］標スロットル１
ｔｔｌ　ｒｉ　Ｔ　ＨＯＪを粋出する処理と割込みルー
チンＲ１２での処理とにより、主スロットル弁１０の聞
疫が上記目標スロットル開度’ｒ　ＨＯＪとなるにうに
制御される。この場合に、シャッター弁１８はｍ状態と
される。従って、上記主スロットル弁１０を通してエン
ジン出力上の要求に応じた所要串の吸気がエンジンに供
給される。。

また、主スロットル弁１０の制御系の１々障時には、シ
ャッター弁作動判定のためのサブルーチンＲＥおよびシ
ャッター弁間度演専のためのサブルーチンＲＦでの処理
と割込みルーチンＩＲ１での１″− 処１！Ｉ！ど喋り、主ス［１ツトル弁１０は閏じられた
状態で、バイパス通路１４のシャッター弁１８が開作動
される。従って、上記シャッター弁１８と副スロットル
弁１７とを有するバイパス通路１４を通して、エンジン
に吸気が供給される。

この場合、とくにサブルーチンＲＦのステップＳＦ４．
８Ｆ５での演牌に阜づき、割込みルーチンＩｎ＋での処
理により、シャッター弁１８のアクチュエータ１９に対
する通路２２に配設された電磁弁２０．２１が第１２図
に示すような（ｉｉ号にデユーティ比制御され、シャッ
ター弁１８のＩＭＩｆｆが調整される。これにより適度
にバイパス通路が！こさない範囲で、エンジン出力が正
常時よりも低下するＪ、うに制御される。このようにエ
ンジン出力が低下すると、これが運転者に感知されると
ともに、トラクションコントロールができな（なること
によるスリップの発生等が防止され、走行の安全性が確
保される。

なお、上記実施例では、主スロットル系の故障時に、デ
ユーティ比υＩＩＸＩによるシャッター弁１８開度の調
整により吸気量を規制しているが、エスロツ１〜ル系故
１１１！ｉｖ１の吸気量の規制手段はこの例に限らず、
例えば予めバイパス通路１４の通路面積を吸気通路８よ
りも適度に小さくしておくようにしてもよい。この場合
、Ｔｒｉ磁弁２０．２１は通常時にシャッター弁１１１
、主スロットル弁制御系の故障時にシャッター弁間とす
るようにオン、オフのみの制御となる。このほかにも本
発明の装置の具体的構造は、本発明の要旨を逸脱しない
艶聞で設旧変更して差支えない、。

（発明の効果〉 以上のように本発明は、主スロットル弁をバイパスする
バイパス通路に、副スロットル弁と、主スロットル弁制
御系の故障時に開くシャッター弁とを設けるとともに、
主スロットル弁制御系の故障に応じてシャッター弁が聞
かれるときに、正常部よりはエンジン出力が低下するよ
うに吸気量を規制しているため、主スロットル弁制御系
の故障時に、走行性は確保しつつ、エンジン出力の低下
により運転名に清缶を与え、上記故障を運転省に即座に
認識させることができる。また、このようなエンジン出
力の低下により、十記故障峙に要求される走行の安全性
を＾めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す装置全体の概略図、第２
図は制御ユニットに含まれる各手段を示す機能ブロック
図、第３図乃〒第１１図は制御のフローチャート、第１
２図はシャッター弁駆動系の電磁弁に対するデユーティ
比制御イを号を示す図である。 １・・・エンジン、８・・・吸気通路、１０・・・主ス
ロットル弁、１２・・・制御ユニット、１４・・・バイ
パス通路、１７・・・靜１スロットル弁、１８・・・シ
ャッター弁、３８・・・シャッター弁制御手段、３つ・
・・シャッター弁聞麿Ｕ粋手段（吸気量の規制手段）１
゜第　　、　　図　　　　　　　　　第　　４　　間第
　　６　　図 第　　７　　図 第　　８　　図 第９図 第１１図 １２図 丁 −Ｔｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気通路に設けられて電気的に制御される主スロッ
   トル弁と、この主スロットル弁をバイパスするバイパス
   通路に設けられてアクセル操作部に機械的に連結された
   副スロットル弁と、上記バイパス通路に設けられて通常
   時にバイパス通路を閉じるシャッター弁と、上記主スロ
   ットル弁の制御系の故障時に上記シャッター弁を開くシ
   ャッター弁制御手段と、この制御手段によりシャッター
   弁が開かれるときに、エンジン出力を通常時の主スロッ
   トル弁の制御によるエンジン出力より低下させるように
   吸気量を規制する規制手段とを備えたことを特徴とする
   エンジンの制御装置。