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
Landscapes
- 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
Also Published As
| 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 |