JP4685141B2 - Electronic throttle control device - Google Patents
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Description
この発明は、自動車用エンジンの吸気管内に設置されたスロットルバルブの開度量およびアクセル操作に比例したアクセル開度量を磁電変換素子により検出する非接触式センサを有し、この非接触式センサのリセット状態を検出した場合には、スロットル開度位置のフィードバック制御を禁止する電子スロットル制御装置に関するものである。 The present invention has a non-contact type sensor that detects, by a magnetoelectric transducer, an opening amount of a throttle valve installed in an intake pipe of an automobile engine and an accelerator opening amount proportional to an accelerator operation, and resets the non-contact type sensor. The present invention relates to an electronic throttle control device that prohibits feedback control of the throttle opening position when a state is detected.
従来の回転角度検出センサは、スロットル開度センサを構成する2個のホールICからの出力が、スロットル開度の使用領域にあり、それらの相対関係が所定誤差範囲内にあればホールICが共に正常、一方、上側クランプ電圧または下側クランプ電圧にあり、それらの相対関係が所定誤差範囲を越えておれば、ホールICの少なくとも何れか片方に異常が発生していると判定できる。また、出力がECU側フェイル判定電圧の範囲にあれば、スロットル開度センサとECUとの間に異常が発生していると判定できる。これにより、スロットル開度の高開度領域側を含む全ての使用領域における異常に加え、スロットル開度センサとECUとの間の接続状態等の異常も判定できる(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional rotation angle detection sensor, if the outputs from the two Hall ICs constituting the throttle opening sensor are in the use range of the throttle opening and their relative relationship is within a predetermined error range, both Hall ICs are used. If it is normal, on the other hand, the upper clamp voltage or the lower clamp voltage, and the relative relationship thereof exceeds a predetermined error range, it can be determined that an abnormality has occurred in at least one of the Hall ICs. If the output is within the ECU-side fail determination voltage range, it can be determined that an abnormality has occurred between the throttle opening sensor and the ECU. Thereby, in addition to the abnormality in all the use areas including the high opening area side of the throttle opening, an abnormality such as a connection state between the throttle opening sensor and the ECU can be determined (for example, refer to Patent Document 1).
スロットルバルブを、モータを用いて駆動制御する電子スロットル制御装置において、スロットル開度センサおよびアクセル開度センサの故障は重大な問題であり、異常なエンジン回転速度上昇や自動車の異常加速などの要因になりかねない。 In an electronic throttle control device that controls the drive of a throttle valve using a motor, failure of the throttle opening sensor and the accelerator opening sensor is a serious problem, which may be caused by factors such as an abnormal increase in engine speed and abnormal acceleration of automobiles. It can be.
しかしながら、上記のような回転角度検出センサはホールICで検出したアナログ信号をデジタル信号に変換し、温度補正、オフセット、ゲイン、出力クランプ処理して再度アナログ信号に変換する信号処理回路から構成されており、上記信号処理回路にはA/D変換器、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)、D/A変換器などが用いられているため、センサへの供給電圧が所定値以下に低下すると、上記DSPにリセットがかかりセンサ出力電圧値がセンサ供給電圧値に張り付いたり、リセットに移行する直前の電圧状態では、センサ出力電圧値が固定状態になったりして不具合が生じる。エンジンのアイドル運転中に上記センサ供給電圧の低下により、センサ出力電圧値がセンサ供給電圧に張り付いた場合は、スロットル開度位置のフィードバック制御によりスロットル弁は全閉位置に押し付けられ、全閉ストッパ位置の磨耗や減速ギヤの変形や破損を招いたり、スロットルバルブの全閉位置への押し付けによるエンジンストールが発生したりするという問題点があった。 However, the rotation angle detection sensor as described above is composed of a signal processing circuit that converts an analog signal detected by the Hall IC into a digital signal, performs temperature correction, offset, gain, output clamp processing, and converts the analog signal again. Since the signal processing circuit uses an A / D converter, a DSP (digital signal processor), a D / A converter, etc., when the supply voltage to the sensor falls below a predetermined value, the DSP In the voltage state immediately before the reset is applied and the sensor output voltage value sticks to the sensor supply voltage value, or immediately before shifting to the reset, the sensor output voltage value becomes a fixed state, which causes a problem. If the sensor output voltage sticks to the sensor supply voltage due to a decrease in the sensor supply voltage during engine idling, the throttle valve is pushed to the fully closed position by feedback control of the throttle opening position, and the fully closed stopper There are problems such as wear of the position, deformation and damage of the reduction gear, and engine stall due to pressing of the throttle valve to the fully closed position.
また、リセット移行の直前状態ではセンサ出力電圧値が固定状態となることも考えられ、その場合スロットル目標開度電圧がセンサ出力電圧値より増加したときは、スロットル開度位置のフィードバック制御によりスロットル弁は全開位置に押し付けられ異常なエンジン回転速度上昇や自動車の異常加速につながるという問題点があった。 In addition, the sensor output voltage value may be fixed immediately before the reset transition. In this case, when the throttle target opening voltage increases above the sensor output voltage value, the throttle valve position is controlled by feedback control of the throttle opening position. Is pushed to the fully open position, leading to an abnormal increase in engine speed and abnormal acceleration of the car.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、非接触式センサへの供給電圧低下によるセンサ出力電圧の異常が発生する前に異常検出することにより、スロットル開度位置のフィードバック制御によるスロットルバルブの全閉位置への不要な押し付けによる減速ギヤの変形や破損、エンストなどを回避することができる電子スロットル制御装置を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to detect an abnormality before an abnormality of a sensor output voltage occurs due to a decrease in supply voltage to a non-contact type sensor. An electronic throttle control device capable of avoiding deformation, breakage, engine stall, etc. of the reduction gear due to unnecessary pressing of the throttle valve to the fully closed position by feedback control of the opening position is obtained.
この発明に係る電子スロットル制御装置は、アクセルペダルの操作量を検出してアクセル開度信号を出力する非接触式のアクセル開度センサと、エンジンへの吸入空気量を調節するスロットルバルブを駆動するモータを有するスロットルアクチュエータと、前記スロットルバルブの開度を検出してスロットル開度信号を出力するスロットル開度センサと、バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、前記アクセル開度信号及びエンジン回転速度信号に基づいて前記スロットルバルブの目標スロットル開度位置を演算するとともに、前記スロットルバルブの開度位置が前記目標スロットル開度位置に一致するように前記スロットル開度信号に基づいて前記スロットルバルブの開度位置のフィードバック制御を行うスロットル制御手段とを備え、前記スロットル制御手段は、前記バッテリ電圧検出手段により検出したバッテリ電圧と、このバッテリ電圧の通常運転電圧の略1/2の第1の所定電圧を比較し、前記バッテリ電圧が前記第1の所定電圧未満の場合で、かつエンジン始動時の場合と、前記バッテリ電圧が前記第1の所定電圧未満の場合で、かつエンジン始動時でない場合で、かつ前記バッテリ電圧が前記第1の所定電圧未満の場合であるバッテリ電圧低下継続時間が第1の所定時間を超過していない場合には、前記アクセル開度信号としてアクセル全閉位置電圧を選択し、前記アクセル全閉位置電圧及びエンジン回転速度信号に基づいて前記スロットルバルブの目標スロットル開度位置を演算するとともに、前記スロットルバルブの開度位置が前記目標スロットル開度位置に一致するように前記スロットル開度信号に基づいて前記スロットルバルブの開度位置のフィードバック制御を行い、前記バッテリ電圧が前記第1の所定電圧未満の場合で、かつエンジン始動時でない場合で、かつ前記バッテリ電圧低下継続時間が前記第1の所定時間を超過している場合には、前記バッテリ電圧が異常と判定し、退避走行処理として前記スロットルアクチュエータへの通電を遮断し、前記スロットルバルブを退避走行用開度位置に戻し退避走行用のエンジン出力制限を行うものである。
The electronic throttle control device according to the present invention drives a non-contact type accelerator opening sensor that detects an accelerator pedal operation amount and outputs an accelerator opening signal, and a throttle valve that adjusts an intake air amount to the engine. A throttle actuator having a motor; a throttle opening sensor for detecting the opening of the throttle valve and outputting a throttle opening signal; battery voltage detecting means for detecting a voltage of the battery; the accelerator opening signal and the engine rotation A target throttle opening position of the throttle valve is calculated based on the speed signal, and the throttle valve position of the throttle valve is calculated based on the throttle opening signal so that the opening position of the throttle valve matches the target throttle opening position. Throttle control means for performing feedback control of the opening position; The throttle control means compares the battery voltage detected by the battery voltage detection means with a first predetermined voltage that is approximately ½ of the normal operating voltage of the battery voltage, and the battery voltage is the first voltage When the voltage is less than a predetermined voltage and when the engine is started, when the battery voltage is less than the first predetermined voltage and when the engine is not started, and the battery voltage is less than the first predetermined voltage If the battery voltage drop continuation time is not exceeding the first predetermined time, an accelerator fully closed position voltage is selected as the accelerator opening signal , and the accelerator fully closed position voltage and the engine speed signal are selected. thereby calculating the target throttle opening position of the throttle valve based on the opening position of the throttle valve is the target throttle opening Based on the throttle opening degree signal to match the position performs feedback control of the opening position of the throttle valve, when the battery voltage is in the case of less than the first predetermined voltage, and not at the start of the engine, When the battery voltage drop continuation time exceeds the first predetermined time, it is determined that the battery voltage is abnormal , the energization to the throttle actuator is interrupted as a retreat travel process , and the throttle valve is skip back to the retreat travel opening position and performs engine output restriction for evacuation travel.
この発明に係る電子スロットル制御装置は、スロットル開度位置のフィードバック制御を禁止することで、スロットルバルブ34の全閉ストッパ位置への押し付けがなくなるため、エンジン始動時においては所定の空気量が吸入でき、エンジンの始動性が確保されるとともに、エンジン運転中においてはエンジンストールの回避が可能で、また、不要にスロットルバルブ34を全閉ストッパ位置に押し付けないため、前記全閉ストッパ材の磨耗によるスロットル全閉位置の変動抑制やスロットルアクチュエータ3の減速ギヤ32に樹脂製のギヤを用いた場合はストッパ突き当たりによるギヤの変形や破損が防止でき耐久性が確保されるという効果を奏する。
The electronic throttle control device according to the present invention prohibits the feedback control of the throttle opening position so that the
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る電子スロットル制御装置について図面を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る電子スロットル制御装置の概略構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
An electronic throttle control apparatus according to
図1において、本電子スロットル制御装置は、アクセルペダルの位置をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ(APS)1と、エンジン(図示しない)の吸入空気量制御を行うスロットル制御手段を含む各種のエンジン制御を行う電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)2と、スロットルアクチュエータ3と、スロットルバルブ位置をスロットル開度として検出するスロットル開度センサ(TPS)4とを備える。
In FIG. 1, the electronic throttle control device includes an accelerator opening sensor (APS) 1 that detects an accelerator pedal position as an accelerator opening, and various throttle control means that controls intake air amount of an engine (not shown). An electronic control unit (ECU) 2 for controlling the engine, a
電子制御ユニット(ECU)2は、少なくともマイコン5と、駆動回路6を有する。マイコン(スロットル制御手段)5は、アクセル開度センサ1からのアクセル開度信号と、少なくともエンジン回転速度センサ(図示しない)からのエンジン回転速度信号を入力し、後述するスロットルバルブ34の目標スロットル開度位置を演算するとともに、スロットル開度センサ4から入力したスロットル開度信号を上記目標スロットル開度位置に一致させるようにスロットル開度位置のフィードバック制御(例えば、PID制御)を行う。つまり、マイコン(スロットル制御手段)5は、フィードバック制御の演算により制御信号(例えば、PWM駆動時のDUTY信号)を駆動回路6に出力し、この駆動回路6によりスロットルアクチュエータ3のモータ31に所望の駆動電流を流してスロットルバルブ34を駆動する。
The electronic control unit (ECU) 2 has at least a
スロットルアクチュエータ3では、モータ31の駆動力が樹脂ギヤ(図示しない)などから構成される減速機内の減速ギヤ32を介してスロットルシャフト33に伝達されスロットルバルブ34が駆動される。
In the
スロットル開度センサ4は、センサカバー(図示しない)に一体成形により配置された2重系で非接触式の検出素子としての後述する2個のホールIC41、42と、これらホールIC41、42と外部のECU2とを電気的に接続するための導電性金属薄板からなるリードフレーム(図示しない)と、スロットルシャフト33に連結された磁界発生源である円筒形状の永久磁石(図示しない)と、ホールIC41、42への磁束を集中させる磁性材料からなる分割型のステータ(図示しない)とから構成されている。2個のホールIC41、42は、それらの感磁面にN極またはS極の磁界が発生するとその磁界に感応して起電力(N極の磁界により(+)電位、S極の磁界により(−)電位)がそれぞれ発生するよう永久磁石の内周側に配置されている。
The throttle opening sensor 4 includes two
図2は、この発明の実施の形態1に係る電子スロットル制御装置のスロットル開度センサ及びアクセル開度センサの入力I/F回路の概略構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an input I / F circuit of the throttle opening sensor and the accelerator opening sensor of the electronic throttle control device according to
図2において、バッテリ7からイグニッションスイッチ(図示しない)を介してバッテリ電圧がECU2に供給され、マイコン5内のA/D変換器(図示しない)によりA/D変換されてバッテリ電圧検出手段51に入力される。ECU2内ではバッテリ電圧を入力とし、定電圧回路により発生された一定電圧(例えば5V)をセンサ供給電圧43としてスロットル開度センサ(TPS)4に供給するとともに、マイコン5にもセンサ電源電圧44(=センサ供給電圧43)としてセンサ電源電圧検出手段52に入力される。
In FIG. 2, the battery voltage is supplied from the battery 7 to the
スロットル開度センサ(TPS)4内の2個のホールIC(TPS1、TPS2)41、42にはセンサ供給電圧43として例えば5Vが供給される。スロットルバルブ34の回動をスロットルシャフト33に連結された永久磁石の回動による磁束密度の変化としてホールIC41、42の感磁面で検出して第1、第2のスロットル開度電圧45、46を発生し、マイコン5内のA/D変換器(図示しない)を介して第1のスロットル開度電圧検出手段53、第2のスロットル開度電圧検出手段54に入力される。
For example, 5 V is supplied as the
アクセル開度センサ(APS)1も、スロットル開度センサ(TPS)4と同様に、非接触式の検出素子として2個のホールIC(APS1、APS2)11、12から構成されており、第1、第2のアクセル開度電圧13、14を発生し、マイコン5内のA/D変換器(図示しない)を介して第1のアクセル開度電圧検出手段55、第2のアクセル開度電圧検出手段56に入力される。
Similarly to the throttle opening sensor (TPS) 4, the accelerator opening sensor (APS) 1 includes two Hall ICs (APS1, APS2) 11 and 12 as non-contact detection elements. The second
図3は、この発明の実施の形態1に係る電子スロットル制御装置の非接触式のスロットル開度センサ(ホールIC)の内部構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of a non-contact type throttle opening sensor (Hall IC) of the electronic throttle control device according to
図3において、ホール素子を用いた回転角度検出部81により検出されたスロットルバルブ34のスロットル開度に対応する角度検出値がA/D変換器82に入力される。また、ホールIC8は温度検出部86を有し、この温度検出部86で検出された温度検出値が温度特性補正回路87に入力され、EEPROM(Electrical Erasable Programmable ROM)85に予め書き込まれた設定値が温度補正回路87に入力され、温度検出値を補正後、A/D変換器82に入力される。
In FIG. 3, an angle detection value corresponding to the throttle opening of the
A/D変換器82に入力された角度検出値と補正後の温度検出値はデジタル変換された後、DSP(Digtal Signal Processor)83に入力される。このDSP83内でEEPROM85に予め書き込まれた設定値を入力し、その設定値に基づきオフセット調整、ゲイン調整、クランプ調整が行われる。上記オフセット調整によりスロットル開度に対するセンサ出力電圧のオフセット分が調整され、上記ゲイン調整によりスロットル開度変化に対するセンサ出力電圧の傾きが調整され、上記クランプ調整によりセンサ出力電圧の上限電圧値および下限電圧値が設定される。DSP83内で調整された値はD/A変換器84に出力されてアナログ変換された後、ホールICの出力端子よりスロットル開度電圧としてECU2へ入力される。
The angle detection value and the corrected temperature detection value input to the A /
つぎに、この実施の形態1に係る電子スロットル制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the electronic throttle control device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
図4は、この発明の実施の形態1に係る電子スロットル制御装置のスロットル開度センサ(TPS)の出力特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an output characteristic of the throttle opening sensor (TPS) of the electronic throttle control device according to
図4において、横軸はスロットル動作領域(スロットル開度)、縦軸はセンサ出力(出力電圧)である。第1のスロットル開度センサ(TPS1)41の出力電圧VTPS1(実線)は、スロットル開度に比例した電圧値を出力し、第2のスロットル開度センサ(TPS2)42の出力電圧VTPS2(破線)は、スロットル開度に反比例した電圧値を出力する特性である。 In FIG. 4, the horizontal axis represents the throttle operation region (throttle opening), and the vertical axis represents the sensor output (output voltage). The output voltage VTPS1 (solid line) of the first throttle opening sensor (TPS1) 41 outputs a voltage value proportional to the throttle opening, and the output voltage VTPS2 (broken line) of the second throttle opening sensor (TPS2) 42. Is a characteristic that outputs a voltage value inversely proportional to the throttle opening.
5は、この発明の実施の形態1に係る電子スロットル制御装置のアクセル開度センサ(APS)の出力特性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an output characteristic of an accelerator opening sensor (APS) of the electronic throttle control device according to
図5において、横軸はアクセルペダル操作領域(アクセル開度)、縦軸はセンサ出力(出力電圧)である。第1のアクセル開度センサ(APS1)11の出力電圧VAPS1(実線)は、アクセル開度に比例した電圧値を出力し、第2のアクセル開度センサ(APS2)12の出力電圧VAPS2(破線)は、第1のアクセル開度センサ(APS1)11の出力電圧VAPS1に対しマイナス(−)側にオフセットしたアクセル開度に比例した電圧値を出力する特性である。 In FIG. 5, the horizontal axis represents the accelerator pedal operation area (accelerator opening), and the vertical axis represents the sensor output (output voltage). The output voltage VAPS1 (solid line) of the first accelerator opening sensor (APS1) 11 outputs a voltage value proportional to the accelerator opening, and the output voltage VAPS2 (broken line) of the second accelerator opening sensor (APS2) 12 Is a characteristic of outputting a voltage value proportional to the accelerator opening offset to the minus (−) side with respect to the output voltage VAPS1 of the first accelerator opening sensor (APS1) 11.
図6は、この発明の実施の形態1に係る電子スロットル制御装置のバッテリ電圧の低下時のスロットル開度センサの出力電圧の変化を示すタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart showing a change in the output voltage of the throttle opening sensor when the battery voltage of the electronic throttle control device according to
図6において、横軸は時間、縦軸は電圧である。バッテリ電圧VB(点線)が時点t1で第1の所定電圧VBL(例えば、6V)より低下するとセンサ供給電圧VS(破線)も低下し、それに伴ってスロットル開度センサ41の出力電圧VTPS1(実線)も低下を始める。さらに、バッテリ電圧VBの低下によりセンサ供給電圧VSが時点t2で第2の所定電圧VSL(例えば、4V)未満に低下すると、図3に示す非接触センサの内部回路のDSP83にリセットが働き、スロットル開度センサ41の出力電圧VTPS1が急増してセンサ供給電圧VSに張り付く(VTPS1=VS)。マイコン5では、スロットル開度位置のフィードバック(F/B)制御により駆動回路6にスロットルバルブ34を全閉方向に駆動するように制御信号(例えば、PWM駆動用DUTY信号)を出力するため、スロットルアクチュエータ3では、スロットルバルブ34が全閉ストッパ位置に衝突し、減速機内の樹脂ギヤに過大な応力が加わり樹脂ギヤの変形や、最悪の場合に樹脂ギヤの破損に至る可能性があり、また、エンジン始動時にバッテリ電圧VBが異常低下した場合にはスロットルバルブ34を全閉位置に押し付けることとなりエンジンへの吸入空気量が確保されずエンジンの始動不良が発生する。
In FIG. 6, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage. When the battery voltage VB (dotted line) falls below the first predetermined voltage VBL (for example, 6V) at time t1, the sensor supply voltage VS (broken line) also falls, and accordingly, the output voltage VTPS1 (solid line) of the
図7は、この発明の実施の形態1に係る電子スロットル制御装置のセンサ供給電圧が何らかの異常時のスロットル開度センサのセンサ出力電圧の電圧変化を示すタイミングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart showing the voltage change of the sensor output voltage of the throttle opening sensor when the sensor supply voltage of the electronic throttle control device according to
図7において、横軸は時間、縦軸は電圧である。バッテリ電圧VB(点線)が通常運転電圧(例えば、14V)であるにも係わらずセンサ供給電圧VS(破線)が何らかの異常(例えば、定電圧回路異常)により時点t3で突然第2の所定電圧VSL(例えば、4V)未満に低下すると、上記と同様に図3に示す非接触センサの内部回路のDSP83にリセットが働き、スロットル開度センサ41の出力電圧VTPS1(実線)が急増してセンサ供給電圧VSに張り付く(VTPS1=VS)。マイコン5では、スロットル開度位置のフィードバック(F/B)制御により駆動回路6にスロットルバルブ34を全閉方向に駆動するように制御信号(例えば、PWM駆動用DUTY信号)を出力するため、時点t4でスロットルバルブ34が全閉ストッパ位置に衝突し、減速機内の樹脂ギヤに過大な応力が加わり樹脂ギヤの変形や、最悪の場合に樹脂ギヤの破損に至る可能性があり、また、スロットルバルブ34が全閉位置に押し付けられるためエンジンストールが発生する。
In FIG. 7, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage. Although the battery voltage VB (dotted line) is a normal operation voltage (for example, 14 V), the sensor supply voltage VS (broken line) suddenly becomes the second predetermined voltage VSL at time t3 due to some abnormality (for example, a constant voltage circuit abnormality). When the voltage drops below (for example, 4 V), the reset acts on the
図8は、この発明の実施の形態1に係る電子スロットル制御装置の電圧異常時の動作を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the electronic throttle control device according to
この図8は、バッテリ電圧VBの低下、またはセンサ供給電圧VSの低下により、非接触式のスロットル開度センサ4の出力電圧VTPSのセンサ供給電圧VSへの張り付きに対する処理フローを示したものである。 FIG. 8 shows a processing flow for sticking the output voltage VTPS of the non-contact type throttle opening sensor 4 to the sensor supply voltage VS due to a decrease in the battery voltage VB or a decrease in the sensor supply voltage VS. .
ステップ101において、マイコン(スロットル制御手段)5は、バッテリ電圧検出手段51により検出したバッテリ電圧VBと、このバッテリ電圧VBの通常運転電圧の略1/2の第1の所定電圧VBLを比較し、VB<VBLでない(VB≧VBL)場合は次のステップ102に進み、VB<VBLの場合にはステップ104に進む。
In
次に、ステップ102において、センサ電源電圧検出手段52により検出したセンサ供給電圧VSと、第1の所定電圧VBLよりも低い第2の所定電圧VSLを比較し、VS<VSLでない(VS≧VSL)場合は次のステップ103に進み、VS<VSLの場合にはステップ109に進む。
Next, in
次に、ステップ103において、スロットル開度位置のフィードバック(F/B)制御処理を行う。つまり、アクセル開度信号及びエンジン回転速度信号に基づいてスロットルバルブ34の目標スロットル開度位置を演算するとともに、スロットルバルブ34の開度位置が目標スロットル開度位置に一致するようにスロットル開度信号に基づいてスロットルバルブ34の開度位置のフィードバック制御を行う。
Next, in
ステップ104において、エンジン始動時かどうか(例えば、クランキングスイッチのON/OFF)を判定し、エンジン始動時の場合はステップ108に進み、エンジン始動時でない場合には次のステップ105に進む。
In
次に、ステップ105において、バッテリ電圧低下(VB<VBL)継続時間Tbが第1の所定時間Tf1(例えば、10秒)を超過しているかどうかを判定し、超過している場合は次のステップ106に進み、超過していない場合にはステップ108に進む。
Next, in
次に、ステップ106〜107において、バッテリ電圧VBの異常と判定して、退避走行処理としてスロットルアクチュエータ3への通電を遮断(例えば、リレーをOFFする)し、スロットルバルブ34を退避走行用開度位置に戻し退避走行用のエンジン出力制限を行う。
Next, in
ステップ108において、スロットル開度位置のフィードバック(F/B)制御を禁止する。スロットルアクチュエータ3は、モータ31を非通電にすると予め設定された退避走行用開度位置に機械的に停止する機構を保有しており、マイコン5によりスロットル開度位置のフィードバック制御禁止時は、駆動回路6に所定の制御信号(例えば、DUTY値=0%)を出力しスロットルバルブ34を退避走行用開度位置に戻してエンジンが始動されるのを待つ。
In
ステップ109において、センサ供給電圧低下(VS<VSL)継続時間Tsが第2の所定時間Tf2(例えば、0.5秒)を超過しているかどうかを判定し、超過していない場合はステップ108に進み、超過している場合には次のステップ110に進む。
In
次に、ステップ110において、マイコン(スロットル制御手段)5は、センサ供給電圧VSの異常と判定してステップ107で退避走行処理を行う。
Next, in
なお、非接触式のスロットル開度センサ4として、第1のスロットル開度センサ(TPS1)の出力に対し、第2のスロットル開度センサ(TPS2)の出力がオフセット付の出力特性を有するものや、第1のスロットル開度センサ(TPS1)と第2のスロットル開度センサ(TPS2)の出力が同一特性のものを用いてもよく、同様の効果が得られる。 As the non-contact type throttle opening sensor 4, the output of the second throttle opening sensor (TPS2) has an output characteristic with an offset with respect to the output of the first throttle opening sensor (TPS1). The outputs of the first throttle opening sensor (TPS1) and the second throttle opening sensor (TPS2) may have the same characteristics, and the same effect can be obtained.
すなわち、マイコン(スロットル制御手段)5によるスロットル開度位置のフィードバック制御を禁止(ステップ108)することで、非接触センサへの供給電圧低下によるセンサ出力電圧のセンサ供給電圧への張り付きにより、スロットル開度位置のフィードバック制御によるスロットルバルブ34の全閉ストッパ位置への押し付けがなくなるため、エンジン始動時においては所定の空気量が吸入でき、エンジンの始動性が確保されるとともに、エンジン運転中においてはエンジンストールの回避が可能で、また、不要にスロットルバルブ34を全閉ストッパ位置に押し付けないため、前記全閉ストッパ材の磨耗によるスロットル全閉位置の変動抑制やスロットルアクチュエータ3の減速ギヤ32に樹脂製のギヤを用いた場合はストッパ突き当たりによるギヤの変形や破損が防止でき耐久性が確保されるなどの効果がある。
In other words, by prohibiting the feedback control of the throttle opening position by the microcomputer (throttle control means) 5 (step 108), the throttle output is stopped by sticking the sensor output voltage to the sensor supply voltage due to the supply voltage drop to the non-contact sensor. Since the
また、前記非接触式センサのリセット状態の検出は、バッテリ電圧の検出や、非接触式センサへの供給電圧の検出で行うため、簡単な構成で検出でき、コストアップを抑えられる効果がある。 Further, since the detection of the reset state of the non-contact sensor is performed by detecting the battery voltage or the supply voltage to the non-contact sensor, it can be detected with a simple configuration, and the cost increase can be suppressed.
また、スロットルアクチュエータ3は、アクチュエータ非通電時に予め設定された退避走行用開度位置に機械的に停止する機構を保有しており、マイコン(スロットル制御手段)5によるスロットル開度位置のフィードバック制御禁止時は、スロットルアクチュエータ3に所定の制御信号を出力するようにしたので、非接触センサへの供給電圧異常やセンサの電源側端子またはアース側端子の接触不良などの一過性の異常に対して、スロットル全閉位置への押し付けによる前記弊害を回避することができるとともに、スロットルアクチュエータ3への通電をカットする必要がないためスロットルアクチュエータ3への電源供給系統の異常監視が継続して行える効果がある。
Further, the
さらに、ステップ106、110でバッテリ電圧VB、センサ供給電圧VSを異常と判定した場合、スロットルバルブ34を退避走行用開度位置に戻して退避走行するようにしたので退避走行時の安全性を確保できる効果がある。
Further, when it is determined that the battery voltage VB and the sensor supply voltage VS are abnormal in
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る電子スロットル制御装置について図面を参照しながら説明する。この発明の実施の形態2に係る電子スロットル制御装置の構成は、上記実施の形態1と同様である。
An electronic throttle control apparatus according to
この発明の実施の形態2に係る電子スロットル制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
The operation of the electronic throttle control apparatus according to
図9は、この発明の実施の形態2に係る電子スロットル制御装置の電圧異常時の動作を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the electronic throttle control device according to
この図9は、バッテリ電圧VBの低下により、非接触式のアクセル開度センサ1の出力電圧のセンサ供給電圧VSへの張り付きに対する処理フローを示したものである。
FIG. 9 shows a processing flow for sticking the output voltage of the non-contact
ステップ201において、マイコン(スロットル制御手段)5は、バッテリ電圧検出手段51により検出したバッテリ電圧VBと、このバッテリ電圧VBの通常運転電圧の略1/2の第1の所定電圧VBLとを比較し、VB<VBLの場合は次のステップ202に進み、VB<VBLでない(VB≧VBL)場合にはステップ207に進む。
In
次に、ステップ202において、エンジン始動時かどうか(例えば、クランキングスイッチのON/OFF)を判定し、エンジン始動時の場合はステップ206に進み、エンジン始動時でない場合には次のステップ203に進む。
Next, in
次に、ステップ203において、バッテリ電圧低下(VB<VBL)継続時間Tbが第1の所定時間Tf1(例えば、10秒)を超過しているかどうかを判定し、超過している場合は次のステップ204に進み、超過していない場合にはステップ206に進む。
Next, in
次に、ステップ204において、バッテリ電圧VBの異常と判定する。
Next, in
次に、ステップ205において、退避走行処理としてスロットルアクチュエータ3への通電を遮断(例えば、リレーをOFFする)し、スロットルバルブ34を退避走行用開度位置に戻し退避走行用のエンジン出力制限を行う。
Next, in
ステップ206において、アクセル開度電圧VAPS(アクセル開度信号)として所定値(例えば、アクセル全閉位置電圧)を選択し、それに基づいたスロットルの目標開度位置を演算し、ステップ208に進む。
In
ステップ207において、アクセル開度電圧VAPS(アクセル開度信号)として第1のアクセル開度センサ11の出力電圧VAPS1を選択し、それに基づいたスロットルの目標開度位置を演算し、ステップ208に進む。
In
次に、ステップ208において、マイコン(スロットル制御手段)5は、スロットル開度位置のフィードバック(F/B)制御処理を行う。つまり、アクセル開度信号(アクセル開度電圧VAPS)及びエンジン回転速度信号に基づいてスロットルバルブ34の目標スロットル開度位置を演算するとともに、スロットルバルブ34の開度位置が目標スロットル開度位置に一致するようにスロットル開度信号に基づいてスロットルバルブ34の開度位置のフィードバック制御を行う。
Next, in
すなわち、ステップ206において、アクセル開度量を所定値としてスロットル目標開度位置を演算するようにしたので、エンジン始動時の非接触センサのリセット時のセンサ出力電圧のセンサ供給電圧張付きに伴う異常なスロットル目標開度指示によるエンジン回転速度上昇を回避することができる効果がある。また、極低温、劣化バッテリなどでのエンジン始動時の異常な回転速度上昇を回避することができる効果がある。
That is, in
また、ステップ204でバッテリ電圧VBを異常と判定した場合、スロットルバルブ34を退避走行用開度位置に戻して退避走行するようにしたので、バッテリ電圧異常時の非接触センサのリセット時のセンサ出力電圧のセンサ供給電圧張付きに伴う異常なスロットル目標開度指示によるエンジン回転速度上昇の回避と退避走行時の安全性が確保できる効果がある。
If it is determined in
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る電子スロットル制御装置について図面を参照しながら説明する。この発明の実施の形態3に係る電子スロットル制御装置の構成は、上記実施の形態1と同様である。
An electronic throttle control apparatus according to
この発明の実施の形態3に係る電子スロットル制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
The operation of the electronic throttle control apparatus according to
図10は、この発明の実施の形態3に係る電子スロットル制御装置のスロットル開度センサの特性異常時の動作を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing an operation when the characteristic of the throttle opening sensor of the electronic throttle control device according to
この図10は、スロットル開度センサ4の電源側またはアース側の接触不良により、非接触式のスロットル開度センサ4への供給電圧低下によるセンサ出力電圧の供給電圧への張り付きに対する処理フローを示したものである。 FIG. 10 shows a processing flow for sticking the sensor output voltage to the supply voltage due to a drop in the supply voltage to the non-contact type throttle opening sensor 4 due to poor contact on the power supply side or ground side of the throttle opening sensor 4. It is a thing.
ステップ301において、マイコン(スロットル制御手段)5は、A/D変換器(図示しない)を介して第1のスロットル開度電圧検出手段53からの出力電圧VTPS1と、A/D変換器(図示しない)を介して第2のスロットル開度電圧検出手段54からの出力電圧VTPS2を読み込み、2つのスロットル開度電圧の加算値(=VTPS1+VTPS2)と第3の所定電圧VC3(例えば、5V)との差の絶対値Vsub=|(VTPS1+VTPS2)−VC3|を求める。
In
次に、ステップ302において、前のステップ301で求めた差の絶対値Vsubと第4の所定電圧VC4(例えば、0.5V)とを比較し、Vsub>VC4でない(Vsub≦VC4)場合はステップ307に進み、Vsub>VC4の場合には次のステップ303に進む。
Next, in
次に、ステップ303において、Vsub>VC4継続時間Ttと第3の所定時間Tf3(例えば、0.5秒)を比較し、Tt>Tf3の場合は次のステップ304に進み、Tt>Tf3でない場合はステップ306に進む。
Next, in
次に、ステップ304において、スロットル開度センサ(TPS)の特性異常と判定する。
Next, in
次に、ステップ305において、退避走行処理としてスロットルアクチュエータ3への通電を遮断(例えば、リレーをOFFする)し、スロットルバルブ34を退避走行用開度位置に戻し退避走行用のエンジン出力制限を行う。
Next, in
ステップ306において、スロットル開度位置のフィードバック(F/B)制御を禁止する。
In
ステップ307において、マイコン(スロットル制御手段)5は、スロットル開度位置のフィードバック(F/B)制御を行う。つまり、アクセル開度信号及びエンジン回転速度信号に基づいてスロットルバルブ34の目標スロットル開度位置を演算するとともに、スロットルバルブ34の開度位置が目標スロットル開度位置に一致するようにスロットル開度信号に基づいてスロットルバルブ34の開度位置のフィードバック制御を行う。
In
なお、第3の所定電圧VC3を5V固定値としたが、第3の所定電圧VC3として、第1、第2スロットル開度電圧の全閉電圧学習値VTPS1L、VTPS2Lの加算値(VC3=VTPSL+VTPSL)を用いても良く、これを用いた場合には、スロットル開度センサ4の電源側及びアース側の接触不良の検出を精度良く行うことができるなどの効果が得られる。 Although the third predetermined voltage VC3 is a fixed value of 5V, the added value of the first and second throttle opening voltage fully closed voltage learning values VTPS1L and VTPS2L as the third predetermined voltage VC3 (VC3 = VTPSL + VTPSL) If this is used, it is possible to obtain an effect that the contact failure on the power source side and the ground side of the throttle opening sensor 4 can be detected with high accuracy.
すなわち、ステップ306でスロットル開度位置のフィードバック制御を禁止することにより、非接触センサの電源側端子やアース側端子の接触不良によるセンサ供給電圧低下によるリセット状態が検出でき、センサ出力電圧のセンサ供給電圧への張り付きにより、スロットル開度位置のフィードバック制御によるスロットルバルブ34の全閉ストッパ位置への押し付けがなくなるため、エンジン始動時においては所定の空気量が吸入できエンジンの始動性が確保されるとともに、エンジン運転中においてはエンジンストールの回避が可能で、また、不要にスロットルバルブ34を全閉ストッパ位置に押し付けないため、前記全閉ストッパ材の磨耗によるスロットル全閉位置の変動抑制やスロットルアクチュエータ3の減速ギヤ32に樹脂製のギヤを用いた場合はストッパ突き当たりによるギヤの変形や破損が防止でき耐久性が確保される効果がある。
That is, by prohibiting the feedback control of the throttle opening position in
また、ステップ304でスロットル開度センサ(TPS)の特性異常と判定した場合、スロットルバルブ34を退避走行用開度位置に戻して退避走行するようにしたので退避走行時の安全性を確保できる効果がある。
If it is determined in
1 アクセル開度センサ(APS)、2 電子制御ユニット(ECU)、3 スロットルアクチュエータ、4 スロットル開度センサ(TPS)、5 マイコン、6 駆動回路、7 バッテリ、8 ホールIC、31 モータ、32 減速ギヤ、33 スロットルシャフト、34 スロットルバルブ。
1 accelerator opening sensor (APS), 2 electronic control unit (ECU), 3 throttle actuator, 4 throttle opening sensor (TPS), 5 microcomputer, 6 drive circuit, 7 battery, 8 Hall IC, 31 motor, 32
Claims (1)
エンジンへの吸入空気量を調節するスロットルバルブを駆動するモータを有するスロットルアクチュエータと、
前記スロットルバルブの開度を検出してスロットル開度信号を出力するスロットル開度センサと、
バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、
前記アクセル開度信号及びエンジン回転速度信号に基づいて前記スロットルバルブの目標スロットル開度位置を演算するとともに、前記スロットルバルブの開度位置が前記目標スロットル開度位置に一致するように前記スロットル開度信号に基づいて前記スロットルバルブの開度位置のフィードバック制御を行うスロットル制御手段とを備え、
前記スロットル制御手段は、
前記バッテリ電圧検出手段により検出したバッテリ電圧と、このバッテリ電圧の通常運転電圧の略1/2の第1の所定電圧を比較し、前記バッテリ電圧が前記第1の所定電圧未満の場合で、かつエンジン始動時の場合と、前記バッテリ電圧が前記第1の所定電圧未満の場合で、かつエンジン始動時でない場合で、かつ前記バッテリ電圧が前記第1の所定電圧未満の場合であるバッテリ電圧低下継続時間が第1の所定時間を超過していない場合には、前記アクセル開度信号としてアクセル全閉位置電圧を選択し、前記アクセル全閉位置電圧及びエンジン回転速度信号に基づいて前記スロットルバルブの目標スロットル開度位置を演算するとともに、前記スロットルバルブの開度位置が前記目標スロットル開度位置に一致するように前記スロットル開度信号に基づいて前記スロットルバルブの開度位置のフィードバック制御を行い、
前記バッテリ電圧が前記第1の所定電圧未満の場合で、かつエンジン始動時でない場合で、かつ前記バッテリ電圧低下継続時間が前記第1の所定時間を超過している場合には、前記バッテリ電圧が異常と判定し、退避走行処理として前記スロットルアクチュエータへの通電を遮断し、前記スロットルバルブを退避走行用開度位置に戻し退避走行用のエンジン出力制限を行う
ことを特徴とする電子スロットル制御装置。 A non-contact type accelerator opening sensor that detects an operation amount of the accelerator pedal and outputs an accelerator opening signal;
A throttle actuator having a motor for driving a throttle valve for adjusting the amount of intake air into the engine;
A throttle opening sensor that detects the opening of the throttle valve and outputs a throttle opening signal;
Battery voltage detection means for detecting the voltage of the battery;
The target throttle opening position of the throttle valve is calculated based on the accelerator opening signal and the engine speed signal, and the throttle opening position is adjusted so that the throttle valve opening position matches the target throttle opening position. Throttle control means for performing feedback control of the opening position of the throttle valve based on a signal,
The throttle control means includes
The battery voltage detected by the battery voltage detecting means is compared with a first predetermined voltage that is approximately ½ of the normal operating voltage of the battery voltage, and the battery voltage is less than the first predetermined voltage; and Continued battery voltage reduction when the engine is started, when the battery voltage is less than the first predetermined voltage, and when the engine is not started, and when the battery voltage is less than the first predetermined voltage If the time does not exceed the first predetermined time, the accelerator fully closed position voltage is selected as the accelerator opening signal, and the throttle valve target is selected based on the accelerator fully closed position voltage and the engine speed signal. thereby calculating the throttle opening position, said slot so that the opening position of the throttle valve coincides with the target throttle opening position It performs feedback control of the opening position of the throttle valve based on the opening signal,
When the battery voltage is less than the first predetermined voltage and not at the time of engine start, and when the battery voltage drop continuation time exceeds the first predetermined time, the battery voltage is abnormality judgment, the cut off power supply to the throttle actuator, the electronic throttle control apparatus which is characterized in that the return Shi engine output limiting for evacuation travel a throttle valve to the retreat travel opening position as evacuation travel treatment .
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