JP3435886B2 - 内燃機関のスロットル異常検出装置 - Google Patents
内燃機関のスロットル異常検出装置Info
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- JP3435886B2 JP3435886B2 JP07118895A JP7118895A JP3435886B2 JP 3435886 B2 JP3435886 B2 JP 3435886B2 JP 07118895 A JP07118895 A JP 07118895A JP 7118895 A JP7118895 A JP 7118895A JP 3435886 B2 JP3435886 B2 JP 3435886B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクセルペダルの踏込
量に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開度
を制御する『電子スロットルシステム』と称するスロッ
トル制御システムにおけるスロットル異常を検出する内
燃機関のスロットル異常検出装置に関するものである。
量に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開度
を制御する『電子スロットルシステム』と称するスロッ
トル制御システムにおけるスロットル異常を検出する内
燃機関のスロットル異常検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子スロットルシステムにおける
スロットル異常を検出する内燃機関のスロットル異常検
出装置に関連する先行技術文献としては、特表平4−5
02656号公報にて開示されたものが知られている。
このものでは、モータに供給される電流値を監視しその
電流値が所定領域以内ならば正常、所定領域を外れたと
きには何らかの異常であると判定し、フェイルセーフ動
作をする技術が示されている。
スロットル異常を検出する内燃機関のスロットル異常検
出装置に関連する先行技術文献としては、特表平4−5
02656号公報にて開示されたものが知られている。
このものでは、モータに供給される電流値を監視しその
電流値が所定領域以内ならば正常、所定領域を外れたと
きには何らかの異常であると判定し、フェイルセーフ動
作をする技術が示されている。
【0003】ここで、スロットル開度指令値の遷移に対
してスロットルバルブの実際のスロットル開度及びその
ときのDCモータに流れるモータ電流は図6に示すよう
に遷移する。即ち、DCモータが正常動作しているとき
であっても、回転起動時には大電流である突入電流が流
れ、回転停止時にはブレーキをかけるための逆回転方向
の大電流であるブレーキ電流が流れる。
してスロットルバルブの実際のスロットル開度及びその
ときのDCモータに流れるモータ電流は図6に示すよう
に遷移する。即ち、DCモータが正常動作しているとき
であっても、回転起動時には大電流である突入電流が流
れ、回転停止時にはブレーキをかけるための逆回転方向
の大電流であるブレーキ電流が流れる。
【0004】そこで、従来技術では、突入電流やブレー
キ電流としての大電流をスロットル異常と誤判定しない
ように除外し、DCモータの回転停止時に流れる定常電
流のみを検出して判定するようにしている。これによ
り、スロットルバルブに異物が入り噛込んでしまった
り、スロットルバルブに燃料やオイルが付着して非常に
大きな負荷がかかってスロットルバルブが回転停止する
ような完全な固着状態を検出している。
キ電流としての大電流をスロットル異常と誤判定しない
ように除外し、DCモータの回転停止時に流れる定常電
流のみを検出して判定するようにしている。これによ
り、スロットルバルブに異物が入り噛込んでしまった
り、スロットルバルブに燃料やオイルが付着して非常に
大きな負荷がかかってスロットルバルブが回転停止する
ような完全な固着状態を検出している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スロットル
バルブが完全に固着せず、オイル等により粘性抵抗は大
きいがDCモータは何とか回転しているような初期段階
のスロットル異常の検出は不可能である。しかも、この
ときにはDCモータに中途半端に大電流が長時間流れ続
けることとなり徐々にモータ巻線温度が上昇し、やがて
DCモータが焼損してしまう可能性がある。
バルブが完全に固着せず、オイル等により粘性抵抗は大
きいがDCモータは何とか回転しているような初期段階
のスロットル異常の検出は不可能である。しかも、この
ときにはDCモータに中途半端に大電流が長時間流れ続
けることとなり徐々にモータ巻線温度が上昇し、やがて
DCモータが焼損してしまう可能性がある。
【0006】また、スロットルバルブを全閉側等に常時
付勢しているリターンスプリングはスロットル異常のと
きにスロットルバルブを全閉側等に戻すという役目を担
っている。ところで、このスロットルバルブのリターン
スプリングが折損したときにはその付勢力がなくなるた
めDCモータに流れるモータ電流がその分だけ小さくな
るが、通常走行時等ではDCモータは常にスロットルバ
ルブを動かし続け、モータ電流は変動し続けており、こ
の状態でリターンスプリングの折損を検出することは不
可能である。
付勢しているリターンスプリングはスロットル異常のと
きにスロットルバルブを全閉側等に戻すという役目を担
っている。ところで、このスロットルバルブのリターン
スプリングが折損したときにはその付勢力がなくなるた
めDCモータに流れるモータ電流がその分だけ小さくな
るが、通常走行時等ではDCモータは常にスロットルバ
ルブを動かし続け、モータ電流は変動し続けており、こ
の状態でリターンスプリングの折損を検出することは不
可能である。
【0007】そこで、この発明は、かかる不具合を解決
するためになされたもので、電子スロットルシステムに
おけるスロットル異常をDCモータ動作中でも確実に検
出することができる内燃機関のスロットル異常検出装置
の提供を課題としている。
するためになされたもので、電子スロットルシステムに
おけるスロットル異常をDCモータ動作中でも確実に検
出することができる内燃機関のスロットル異常検出装置
の提供を課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1にかかる内燃機
関のスロットル異常検出装置は、アクセルペダルの踏込
量に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開度
を制御するスロットル制御手段と、前記DCモータにか
かる負荷とを推定する負荷トルク推定手段と、前記負荷
トルク推定手段により推定された推定負荷トルクの所定
時間毎の変動量を検出する変動量検出手段と、前記変動
量検出手段で検出された前記推定負荷トルクの変動量に
基づいてスロットル異常を検出する異常検出手段とを具
備するものである。
関のスロットル異常検出装置は、アクセルペダルの踏込
量に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開度
を制御するスロットル制御手段と、前記DCモータにか
かる負荷とを推定する負荷トルク推定手段と、前記負荷
トルク推定手段により推定された推定負荷トルクの所定
時間毎の変動量を検出する変動量検出手段と、前記変動
量検出手段で検出された前記推定負荷トルクの変動量に
基づいてスロットル異常を検出する異常検出手段とを具
備するものである。
【0009】請求項2にかかる内燃機関のスロットル異
常検出装置は、請求項1の前記異常検出手段における前
記変動量が公称最大負荷トルクにより決まる所定値以上
となるとき前記スロットルバルブの固着であると判定す
るものである。
常検出装置は、請求項1の前記異常検出手段における前
記変動量が公称最大負荷トルクにより決まる所定値以上
となるとき前記スロットルバルブの固着であると判定す
るものである。
【0010】請求項3にかかる内燃機関のスロットル異
常検出装置は、請求項1または請求項2の前記異常検出
手段における前記変動量が公称最小負荷トルクにより決
まる所定値以下となるとき前記スロットルバルブのリタ
ーンスプリングの折損であると判定するものである。
常検出装置は、請求項1または請求項2の前記異常検出
手段における前記変動量が公称最小負荷トルクにより決
まる所定値以下となるとき前記スロットルバルブのリタ
ーンスプリングの折損であると判定するものである。
【0011】
【作用】請求項1の内燃機関のスロットル異常検出装置
においては、スロットル制御手段でアクセルペダルの踏
込量に応じてDCモータが駆動されスロットルバルブの
開度が制御され、負荷トルク推定手段でDCモータにか
かる負荷トルクが推定され、その推定負荷トルクの所定
時間毎の変動量が変動量検出手段にて検出され、その変
動量に基づいて異常検出手段でスロットル異常が検出さ
れる。
においては、スロットル制御手段でアクセルペダルの踏
込量に応じてDCモータが駆動されスロットルバルブの
開度が制御され、負荷トルク推定手段でDCモータにか
かる負荷トルクが推定され、その推定負荷トルクの所定
時間毎の変動量が変動量検出手段にて検出され、その変
動量に基づいて異常検出手段でスロットル異常が検出さ
れる。
【0012】請求項2の内燃機関のスロットル異常検出
装置の異常検出手段では、請求項1の作用に加えて、変
動量が公称最大負荷トルクにより決まる所定値以上とな
るときには、スロットルバルブの固着であると判定され
る。
装置の異常検出手段では、請求項1の作用に加えて、変
動量が公称最大負荷トルクにより決まる所定値以上とな
るときには、スロットルバルブの固着であると判定され
る。
【0013】請求項3の内燃機関のスロットル異常検出
装置の異常検出手段では、請求項1または請求項2の作
用に加えて、変動量が公称最小負荷トルクにより決まる
所定値以下となるときには、スロットルバルブのリター
ンスプリングの折損であると判定される。
装置の異常検出手段では、請求項1または請求項2の作
用に加えて、変動量が公称最小負荷トルクにより決まる
所定値以下となるときには、スロットルバルブのリター
ンスプリングの折損であると判定される。
【0014】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。
明する。
【0015】図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関
のスロットル制御装置の全体構成を示す概略図である。
のスロットル制御装置の全体構成を示す概略図である。
【0016】図1において、1は内燃機関であり、内燃
機関1には吸気通路2を通って空気が供給される。3は
スロットルバルブであり、スロットルバルブ3は吸気通
路2の途中に設けられ、このスロットルバルブ3にはス
ロットル開度を検出するスロットル開度センサ4が設け
られている。5はアクセルペダルであり、アクセルペダ
ル5にはアクセル開度を検出するアクセル開度センサ6
が設けられている。なお、7はスロットルバルブ3の全
閉位置を規制する全閉ストッパである。
機関1には吸気通路2を通って空気が供給される。3は
スロットルバルブであり、スロットルバルブ3は吸気通
路2の途中に設けられ、このスロットルバルブ3にはス
ロットル開度を検出するスロットル開度センサ4が設け
られている。5はアクセルペダルであり、アクセルペダ
ル5にはアクセル開度を検出するアクセル開度センサ6
が設けられている。なお、7はスロットルバルブ3の全
閉位置を規制する全閉ストッパである。
【0017】10はECU(Electronic Control Unit:
電子制御装置)であり、ECU10にはスロットル開度
センサ4からのスロットル開度信号TH 及びアクセルペ
ダル5からのアクセル開度信号Ap が入力されている。
12はアクチュエータとしてのDCモータであり、DC
モータ12にはECU10側から電流が供給される。ま
た、13はDCモータ12とスロットルバルブ3との間
に配設されるギヤ段であり、14はスロットルバルブ3
を全閉側に常時付勢するリターンスプリングである。
電子制御装置)であり、ECU10にはスロットル開度
センサ4からのスロットル開度信号TH 及びアクセルペ
ダル5からのアクセル開度信号Ap が入力されている。
12はアクチュエータとしてのDCモータであり、DC
モータ12にはECU10側から電流が供給される。ま
た、13はDCモータ12とスロットルバルブ3との間
に配設されるギヤ段であり、14はスロットルバルブ3
を全閉側に常時付勢するリターンスプリングである。
【0018】次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関
のスロットル制御装置の要部構成を示す図2を参照して
説明する。
のスロットル制御装置の要部構成を示す図2を参照して
説明する。
【0019】図2において、アクセルペダル5の踏込量
に対応するアクセル開度センサ6からのアクセル開度信
号Ap 及びスロットルバルブ3のスロットル開度に対応
するスロットル開度センサ4からのスロットル開度信号
TH がA/D変換器10aでA/D変換されECU10
に入力される。これらの信号に応じてECU10からモ
ータ駆動回路11にPWM(Pulse Width Modulation:パ
ルス幅変調)信号が出力される。そして、モータ駆動回
路11からDCモータ12に電流が流され、DCモータ
12が動作されギヤ段13を介してスロットルバルブ3
が開閉される。このとき、モータ駆動回路11からDC
モータ12に供給されるモータ電流IMが電流検出回路
15で検出され、そのモータ電流IM がA/D変換器1
0aでA/D変換されECU10に入力される。
に対応するアクセル開度センサ6からのアクセル開度信
号Ap 及びスロットルバルブ3のスロットル開度に対応
するスロットル開度センサ4からのスロットル開度信号
TH がA/D変換器10aでA/D変換されECU10
に入力される。これらの信号に応じてECU10からモ
ータ駆動回路11にPWM(Pulse Width Modulation:パ
ルス幅変調)信号が出力される。そして、モータ駆動回
路11からDCモータ12に電流が流され、DCモータ
12が動作されギヤ段13を介してスロットルバルブ3
が開閉される。このとき、モータ駆動回路11からDC
モータ12に供給されるモータ電流IMが電流検出回路
15で検出され、そのモータ電流IM がA/D変換器1
0aでA/D変換されECU10に入力される。
【0020】次に、一般的な数学モデルを示す図3を参
照し、DCモータ12のモータ角速度等の算出について
説明する。なお、Sはラプラス演算子である。
照し、DCモータ12のモータ角速度等の算出について
説明する。なお、Sはラプラス演算子である。
【0021】図3において、DCモータ12が発生する
トルクTM は次式(1)にて表される。ここで、Kt は
DCモータ12のトルク定数〔kgf・cm/A〕、IM は
DCモータ12に入力されるモータ電流〔A〕である。
トルクTM は次式(1)にて表される。ここで、Kt は
DCモータ12のトルク定数〔kgf・cm/A〕、IM は
DCモータ12に入力されるモータ電流〔A〕である。
【0022】
【数1】
TM =Kt ×IM ・・・(1)
また、実際にDCモータ12が回転するために使われた
実行トルクTP は次式(2)にて表される。ここで、J
はDCモータ12のイナーシャ〔kg・cm2 〕、ωはDC
モータ12のモータ角速度〔rad /sec 〕である。
実行トルクTP は次式(2)にて表される。ここで、J
はDCモータ12のイナーシャ〔kg・cm2 〕、ωはDC
モータ12のモータ角速度〔rad /sec 〕である。
【0023】
【数2】
TP =J×(dω/dt) ・・・(2)
したがって、(1),(2)式よりDCモータ12の負
荷トルクTL は次式(3)にて表される。なお、負荷ト
ルクTL に関連する要素としては、リターンスプリング
14の付勢力、摩擦(静摩擦、動摩擦、粘性摩擦)、ス
ロットルバルブ3を流れる空気のトルク、スロットルバ
ルブ3のイナーシャ等が挙げられる。
荷トルクTL は次式(3)にて表される。なお、負荷ト
ルクTL に関連する要素としては、リターンスプリング
14の付勢力、摩擦(静摩擦、動摩擦、粘性摩擦)、ス
ロットルバルブ3を流れる空気のトルク、スロットルバ
ルブ3のイナーシャ等が挙げられる。
【0024】
【数3】
TL =TM −TP =Kt ×IM −J×(dω/dt) ・・・(3)
ここで、DCモータ12のトルク定数Kt 及びイナーシ
ャJはDCモータ12に固有の値であり既知であるた
め、モータ電流IM 及びモータ角速度ω(スロットルバ
ルブ3のスロットル開度の微分)を求めることで(3)
式の負荷トルクTL の推定が可能である。しかし、実際
には、DCモータ12のトルク定数Kt 及びイナーシャ
Jには製造上、温度による変化、経時変化等のばらつき
があり推定値には誤差が含まれている。そこで、この負
荷トルクTL を周期的(例えば、10秒毎)に推定しそ
の差分をとれば、これらのばらつきはキャンセルされ負
荷トルク変動量ΔTL が推定でき、次式(4)のように
表される。なお、製造上のばらつきは同一個体内では一
定値であり、温度・経時変化の時定数は数分〜年であ
る。
ャJはDCモータ12に固有の値であり既知であるた
め、モータ電流IM 及びモータ角速度ω(スロットルバ
ルブ3のスロットル開度の微分)を求めることで(3)
式の負荷トルクTL の推定が可能である。しかし、実際
には、DCモータ12のトルク定数Kt 及びイナーシャ
Jには製造上、温度による変化、経時変化等のばらつき
があり推定値には誤差が含まれている。そこで、この負
荷トルクTL を周期的(例えば、10秒毎)に推定しそ
の差分をとれば、これらのばらつきはキャンセルされ負
荷トルク変動量ΔTL が推定でき、次式(4)のように
表される。なお、製造上のばらつきは同一個体内では一
定値であり、温度・経時変化の時定数は数分〜年であ
る。
【0025】
【数4】
ΔTL =TLn−TLn-1 ・・・(4)
ところで、もしスロットルバルブ3が固着すると推定負
荷トルクTL の値が非常に大きな値となり大きなトルク
変動量(正の値)となって現れる。また、リターンスプ
リング14が折損すると推定負荷トルクTL の値が非常
に小さな値となり大きなトルク変動量(負の値)となっ
て現れる。そこで、負荷トルク変動量ΔTL が|ΔTL
|≧KW を満足するか否かの判定条件を用いれば、スロ
ットル異常の検出が可能となる。ここで、KW は公称最
大負荷トルクにより決まるスロットル異常判定定数、−
KW は公称最小負荷トルクにより決まるスロットル異常
判定定数である。
荷トルクTL の値が非常に大きな値となり大きなトルク
変動量(正の値)となって現れる。また、リターンスプ
リング14が折損すると推定負荷トルクTL の値が非常
に小さな値となり大きなトルク変動量(負の値)となっ
て現れる。そこで、負荷トルク変動量ΔTL が|ΔTL
|≧KW を満足するか否かの判定条件を用いれば、スロ
ットル異常の検出が可能となる。ここで、KW は公称最
大負荷トルクにより決まるスロットル異常判定定数、−
KW は公称最小負荷トルクにより決まるスロットル異常
判定定数である。
【0026】次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関
のスロットル異常検出装置で使用されているECU10
の処理手順を図4のフローチャートに基づいて説明す
る。
のスロットル異常検出装置で使用されているECU10
の処理手順を図4のフローチャートに基づいて説明す
る。
【0027】まず、ステップS101で、前回の判定か
らT1 時間(1ms〜4ms程度)が経過しているかが
判定される。ステップS101の判定条件が成立しない
ときには、本ルーチンを終了する。一方、ステップS1
01の判定条件が成立するときには、ステップS102
に移行し、時刻nにおけるスロットルバルブ3のスロッ
トル開度TH をA/D変換した値θn が求められる。次
にステップS103に移行して、スロットルバルブ3の
スロットル開度TH をA/D変換した今回値θn と前回
値θn-1 との差分からDCモータ12のモータ角速度ω
n が求められる。次にステップS104に移行して、今
回のモータ角速度ωn と前回値ωn-1 との差分からDC
モータ12のモータ角加速度Δωn が求められる。
らT1 時間(1ms〜4ms程度)が経過しているかが
判定される。ステップS101の判定条件が成立しない
ときには、本ルーチンを終了する。一方、ステップS1
01の判定条件が成立するときには、ステップS102
に移行し、時刻nにおけるスロットルバルブ3のスロッ
トル開度TH をA/D変換した値θn が求められる。次
にステップS103に移行して、スロットルバルブ3の
スロットル開度TH をA/D変換した今回値θn と前回
値θn-1 との差分からDCモータ12のモータ角速度ω
n が求められる。次にステップS104に移行して、今
回のモータ角速度ωn と前回値ωn-1 との差分からDC
モータ12のモータ角加速度Δωn が求められる。
【0028】次にステップS105に移行して、時刻n
におけるモータ電流IM をA/D変換した値IMnが求め
られる。次にステップS106に移行して、ステップS
104で求められたモータ角加速度Δωn 及びステップ
S105で求められたモータ電流IMnを(3)式に代入
してDCモータ12の推定負荷トルクTLnが次式(5)
に示すように求められる。
におけるモータ電流IM をA/D変換した値IMnが求め
られる。次にステップS106に移行して、ステップS
104で求められたモータ角加速度Δωn 及びステップ
S105で求められたモータ電流IMnを(3)式に代入
してDCモータ12の推定負荷トルクTLnが次式(5)
に示すように求められる。
【0029】
【数5】
TLn=Kt ×IMn−J×Δωn ・・・(5)
次にステップS107に移行して、ステップS106で
求められた時刻nにおける推定負荷トルクTLnと10秒
前の推定負荷トルクTL10sとの差分から負荷トルク変動
量ΔTLnが求められる。次にステップS108に移行し
て、負荷トルク変動量ΔTLnが公称最大負荷トルクによ
り決まるスロットル異常判定定数KW 以上であるかが判
定される。ステップS108の判定条件が成立するとき
には、スロットルバルブ3が何らかの理由で固着状態に
陥ったとして、ステップS109に移行し、スロットル
バルブ3の固着警告表示を行ったのち、ステップS11
0に移行し、DCモータ12への通電が停止され、本ル
ーチンを終了する。このときには、図5に示すように、
リターンスプリング14の付勢力がスロットルバルブ3
に作用し、強制的に全閉ストッパ7に当接するまで引張
られ、スロットルバルブ3のスロットル開度は全閉位置
となる。
求められた時刻nにおける推定負荷トルクTLnと10秒
前の推定負荷トルクTL10sとの差分から負荷トルク変動
量ΔTLnが求められる。次にステップS108に移行し
て、負荷トルク変動量ΔTLnが公称最大負荷トルクによ
り決まるスロットル異常判定定数KW 以上であるかが判
定される。ステップS108の判定条件が成立するとき
には、スロットルバルブ3が何らかの理由で固着状態に
陥ったとして、ステップS109に移行し、スロットル
バルブ3の固着警告表示を行ったのち、ステップS11
0に移行し、DCモータ12への通電が停止され、本ル
ーチンを終了する。このときには、図5に示すように、
リターンスプリング14の付勢力がスロットルバルブ3
に作用し、強制的に全閉ストッパ7に当接するまで引張
られ、スロットルバルブ3のスロットル開度は全閉位置
となる。
【0030】一方、ステップS108の判定条件が成立
しないときには、ステップS111に移行し、負荷トル
ク変動量ΔTLnが公称最小負荷トルクにより決まるスロ
ットル異常判定定数−KW 以下であるかが判定される。
ステップS111の判定条件が成立するときには、スロ
ットルバルブ12を全閉側に戻すためのリターンスプリ
ング14が折損したとして、ステップS112に移行
し、リターンスプリング折損警告表示を行い、本ルーチ
ンを終了する。一方、ステップS111の判定条件が成
立せず、即ち、−KW <ΔTLn<KW であるならばスロ
ットル異常なしとして、本ルーチンを終了する。このよ
うな処理により、DCモータ12が動作中であっても常
時スロットルバルブ3の異常を検出することが可能とな
る。
しないときには、ステップS111に移行し、負荷トル
ク変動量ΔTLnが公称最小負荷トルクにより決まるスロ
ットル異常判定定数−KW 以下であるかが判定される。
ステップS111の判定条件が成立するときには、スロ
ットルバルブ12を全閉側に戻すためのリターンスプリ
ング14が折損したとして、ステップS112に移行
し、リターンスプリング折損警告表示を行い、本ルーチ
ンを終了する。一方、ステップS111の判定条件が成
立せず、即ち、−KW <ΔTLn<KW であるならばスロ
ットル異常なしとして、本ルーチンを終了する。このよ
うな処理により、DCモータ12が動作中であっても常
時スロットルバルブ3の異常を検出することが可能とな
る。
【0031】このように、本実施例の内燃機関のスロッ
トル異常検出装置は、アクセルペダル5の踏込量に応じ
てDCモータ12を駆動しスロットルバルブ3の開度を
制御するECU10にて達成されるスロットル制御手段
と、DCモータ12にかかる負荷トルクを推定するEC
U10にて達成される負荷トルク推定手段と、前記負荷
トルク推定手段により推定された推定負荷トルクTL の
所定時間10秒毎の負荷トルク変動量ΔTL を検出する
ECU10にて達成される変動量検出手段と、前記変動
量検出手段で検出された推定負荷トルクTL の負荷トル
ク変動量ΔTLに基づいてスロットル異常を検出するE
CU10にて達成される異常検出手段とを具備するもの
であり、これを請求項1の実施例とすることができる。
トル異常検出装置は、アクセルペダル5の踏込量に応じ
てDCモータ12を駆動しスロットルバルブ3の開度を
制御するECU10にて達成されるスロットル制御手段
と、DCモータ12にかかる負荷トルクを推定するEC
U10にて達成される負荷トルク推定手段と、前記負荷
トルク推定手段により推定された推定負荷トルクTL の
所定時間10秒毎の負荷トルク変動量ΔTL を検出する
ECU10にて達成される変動量検出手段と、前記変動
量検出手段で検出された推定負荷トルクTL の負荷トル
ク変動量ΔTLに基づいてスロットル異常を検出するE
CU10にて達成される異常検出手段とを具備するもの
であり、これを請求項1の実施例とすることができる。
【0032】したがって、スロットル制御手段でアクセ
ルペダル5の踏込量に応じてDCモータ12が駆動され
スロットルバルブ3の開度が制御され、負荷トルク推定
手段でそのDCモータ12にかかる負荷トルクが推定さ
れ、その推定された推定負荷トルクTL の所定時間10
秒毎の負荷トルク変動量ΔTL が変動量検出手段にて検
出され、その負荷トルク変動量ΔTL に基づいて異常検
出手段でスロットル異常が検出される。故に、電子スロ
ットルシステムにおけるスロットル異常をDCモータが
動作中でも確実に検出することができ、スロットル異常
時の素早い処置が可能となる。
ルペダル5の踏込量に応じてDCモータ12が駆動され
スロットルバルブ3の開度が制御され、負荷トルク推定
手段でそのDCモータ12にかかる負荷トルクが推定さ
れ、その推定された推定負荷トルクTL の所定時間10
秒毎の負荷トルク変動量ΔTL が変動量検出手段にて検
出され、その負荷トルク変動量ΔTL に基づいて異常検
出手段でスロットル異常が検出される。故に、電子スロ
ットルシステムにおけるスロットル異常をDCモータが
動作中でも確実に検出することができ、スロットル異常
時の素早い処置が可能となる。
【0033】また、本実施例の内燃機関のスロットル異
常検出装置におけるECU10にて達成される異常検出
手段は、前記変動量が公称最大負荷トルクにより決まる
所定値以上となるときスロットルバルブ3の固着である
と判定するものであり、これを請求項2の実施例とする
ことができる。
常検出装置におけるECU10にて達成される異常検出
手段は、前記変動量が公称最大負荷トルクにより決まる
所定値以上となるときスロットルバルブ3の固着である
と判定するものであり、これを請求項2の実施例とする
ことができる。
【0034】したがって、異常検出手段では変動量が所
定値以上、即ち、DCモータに対する負荷トルク変動量
が公称最大負荷トルクにより決まる異常判定定数よりも
大きくなるときには、スロットルバルブの固着であると
判定される。このため、電子スロットルシステムにおけ
るスロットルバルブの完全な固着状態であるスロットル
異常をDCモータの動作中に確実に検出できることに加
え、所定値を適当に設定することで完全固着する以前の
初期段階からの不安定な挙動を検出してDCモータの焼
損を防止することも可能となる。
定値以上、即ち、DCモータに対する負荷トルク変動量
が公称最大負荷トルクにより決まる異常判定定数よりも
大きくなるときには、スロットルバルブの固着であると
判定される。このため、電子スロットルシステムにおけ
るスロットルバルブの完全な固着状態であるスロットル
異常をDCモータの動作中に確実に検出できることに加
え、所定値を適当に設定することで完全固着する以前の
初期段階からの不安定な挙動を検出してDCモータの焼
損を防止することも可能となる。
【0035】そして、本実施例の内燃機関のスロットル
異常検出装置におけるECU10にて達成される異常検
出手段は、前記変動量が公称最小負荷トルクにより決ま
る所定値以下となるときスロットルバルブ3のリターン
スプリング14の折損であると判定するものであり、こ
れを請求項3の実施例とすることができる。
異常検出装置におけるECU10にて達成される異常検
出手段は、前記変動量が公称最小負荷トルクにより決ま
る所定値以下となるときスロットルバルブ3のリターン
スプリング14の折損であると判定するものであり、こ
れを請求項3の実施例とすることができる。
【0036】したがって、異常検出手段では変動量が所
定値以下、即ち、DCモータに対する負荷トルク変動量
が公称最小負荷トルクにより決まる異常判定定数よりも
小さくなるときには、スロットルバルブのリターンスプ
リングの折損であると判定される。このため、電子スロ
ットルシステムにおけるスロットルバルブのリターンス
プリングの折損であるスロットル異常をDCモータの動
作中に確実に検出できる。
定値以下、即ち、DCモータに対する負荷トルク変動量
が公称最小負荷トルクにより決まる異常判定定数よりも
小さくなるときには、スロットルバルブのリターンスプ
リングの折損であると判定される。このため、電子スロ
ットルシステムにおけるスロットルバルブのリターンス
プリングの折損であるスロットル異常をDCモータの動
作中に確実に検出できる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の内燃機
関のスロットル異常検出装置によれば、スロットル制御
手段でアクセルペダルの踏込量に応じてDCモータが駆
動されスロットルバルブの開度が制御され、負荷トルク
推定手段でDCモータにかかる負荷トルクが推定され、
その推定負荷トルクの所定時間毎の変動量が変動量検出
手段にて検出され、その変動量に基づいて異常検出手段
でスロットル異常が検出される。これにより、電子スロ
ットルシステムにおけるスロットル異常をDCモータが
動作中でも確実に検出することができ、スロットル異常
に対して素早い処置を実施することができる。
関のスロットル異常検出装置によれば、スロットル制御
手段でアクセルペダルの踏込量に応じてDCモータが駆
動されスロットルバルブの開度が制御され、負荷トルク
推定手段でDCモータにかかる負荷トルクが推定され、
その推定負荷トルクの所定時間毎の変動量が変動量検出
手段にて検出され、その変動量に基づいて異常検出手段
でスロットル異常が検出される。これにより、電子スロ
ットルシステムにおけるスロットル異常をDCモータが
動作中でも確実に検出することができ、スロットル異常
に対して素早い処置を実施することができる。
【0038】請求項2の内燃機関のスロットル異常検出
装置によれば、請求項1の効果に加えて、異常検出手段
で変動量が公称最大負荷トルクにより決まる所定値以上
となるときには、スロットルバルブの固着であると判定
される。これにより、電子スロットルシステムにおける
スロットルバルブの完全な固着状態であるスロットル異
常をDCモータの動作中に確実に検出することができ
る。また、所定値を適当に設定することで完全固着する
以前の初期段階からの不安定な挙動を検出してDCモー
タの焼損を防止することもできる。
装置によれば、請求項1の効果に加えて、異常検出手段
で変動量が公称最大負荷トルクにより決まる所定値以上
となるときには、スロットルバルブの固着であると判定
される。これにより、電子スロットルシステムにおける
スロットルバルブの完全な固着状態であるスロットル異
常をDCモータの動作中に確実に検出することができ
る。また、所定値を適当に設定することで完全固着する
以前の初期段階からの不安定な挙動を検出してDCモー
タの焼損を防止することもできる。
【0039】請求項3の内燃機関のスロットル異常検出
装置によれば、請求項1または請求項2の効果に加え
て、異常検出手段で変動量が公称最小負荷トルクにより
決まる所定値以下となるときには、スロットルバルブの
リターンスプリングの折損であると判定される。これに
より、電子スロットルシステムにおけるスロットルバル
ブのリターンスプリングの折損であるスロットル異常を
DCモータの動作中に確実に検出することができる。
装置によれば、請求項1または請求項2の効果に加え
て、異常検出手段で変動量が公称最小負荷トルクにより
決まる所定値以下となるときには、スロットルバルブの
リターンスプリングの折損であると判定される。これに
より、電子スロットルシステムにおけるスロットルバル
ブのリターンスプリングの折損であるスロットル異常を
DCモータの動作中に確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
スロットル異常検出装置の全体構成を示す概略図であ
る。
スロットル異常検出装置の全体構成を示す概略図であ
る。
【図2】 図2は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
スロットル異常検出装置の要部構成を示すブロック図で
ある。
スロットル異常検出装置の要部構成を示すブロック図で
ある。
【図3】 図3は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
スロットル異常検出装置で用いられるDCモータの一般
的な数学モデルを示すブロック図である。
スロットル異常検出装置で用いられるDCモータの一般
的な数学モデルを示すブロック図である。
【図4】 図4は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
スロットル異常検出装置で使用されているECUの処理
手順を示すフローチャートである。
スロットル異常検出装置で使用されているECUの処理
手順を示すフローチャートである。
【図5】 図5は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
スロットル異常検出装置でスロットル異常が検出されD
Cモータへの通電が停止されたときの状態を示す説明図
である。
スロットル異常検出装置でスロットル異常が検出されD
Cモータへの通電が停止されたときの状態を示す説明図
である。
【図6】 図6は従来の電子スロットルシステムで正常
時に検出されるモータ電流をスロットル開度指令値及び
実際のスロットル開度と関連させて示すタイムチャート
である。
時に検出されるモータ電流をスロットル開度指令値及び
実際のスロットル開度と関連させて示すタイムチャート
である。
1 内燃機関
3 スロットルバルブ
4 スロットル開度センサ
5 アクセルペダル
6 アクセル開度センサ
10 ECU(電子制御装置)
12 DCモータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI
F02D 45/00 314 F02D 45/00 314H
(72)発明者 野々山 和賢
愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本
電装株式会社内
(56)参考文献 特開 平6−146977(JP,A)
特開 平7−4296(JP,A)
特開 平6−311774(JP,A)
特開 平6−213049(JP,A)
特開 平3−31529(JP,A)
特開 平2−256839(JP,A)
特表 平4−502656(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
F02D 41/22 310
F02D 9/02 351
F02D 11/10
F02D 45/00 314
Claims (3)
- 【請求項1】 アクセルペダルの踏込量に応じてDCモ
ータを駆動しスロットルバルブの開度を制御するスロッ
トル制御手段と、 前記DCモータにかかる負荷トルクを推定する負荷トル
ク推定手段と、 前記負荷トルク推定手段により推定された推定負荷トル
クの所定時間毎の変動量を検出する変動量検出手段と、 前記変動量検出手段で検出された前記推定負荷トルクの
変動量に基づいてスロットル異常を検出する異常検出手
段とを具備することを特徴とする内燃機関のスロットル
異常検出装置。 - 【請求項2】 前記異常検出手段は、前記変動量が公称
最大負荷トルクにより決まる所定値以上となるとき前記
スロットルバルブの固着であると判定することを特徴と
する請求項1に記載の内燃機関のスロットル異常検出装
置。 - 【請求項3】 前記異常検出手段は、前記変動量が公称
最小負荷トルクにより決まる所定値以下となるとき前記
スロットルバルブのリターンスプリングの折損であると
判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記
載の内燃機関のスロットル異常検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07118895A JP3435886B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 内燃機関のスロットル異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07118895A JP3435886B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 内燃機関のスロットル異常検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08270487A JPH08270487A (ja) | 1996-10-15 |
JP3435886B2 true JP3435886B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=13453444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07118895A Expired - Fee Related JP3435886B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 内燃機関のスロットル異常検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3435886B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004225538A (ja) | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | スロットルバルブ制御装置 |
JP7127558B2 (ja) * | 2019-01-25 | 2022-08-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の冷却装置 |
JP7059947B2 (ja) * | 2019-01-25 | 2022-04-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の冷却装置 |
-
1995
- 1995-03-29 JP JP07118895A patent/JP3435886B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08270487A (ja) | 1996-10-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |