JPH03290041A - 内燃機関のスロットル弁制御装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、内燃機関のスロットル弁をアクチュエータ
で駆動し、スロットル弁開度を目標開度に制御する装置
に関する。

従来の技術 近年、車両の駆動輪にスリップが発生したときに内燃機
関の出力を直ちに低減させてスリップ率を一定範囲内に
抑制するようにしたトラクンヨンコントロールシステム
が種々提案されているが、このようなトラクノヨンコン
トロールノステムにあっては、出力調整のためにスロッ
トル弁開度を電子制御する必要かある。そして、この場
合に、いわゆるツノグルスロットル形式のものとタンデ
ムスロットル形式のものとか知られている。

前者は、吸気通路に１＠だけ配設されたスロットル弁自
体を電子制御するようにしたしのであり、運転者による
アクセルベグル踏込量やスリップ検出信号等に基づいて
目標開度か決定され、これに沿って実際の開度か制御さ
れる。つまり通常は運板書によるアクセルペダル踏込量
に一義的に対応した形でスロットル弁開度が制御され、
かつスリップ検出時にはその目標開度が小さくなるよう
に修正されるのである。

また後者は、吸気通路にメインスロットル弁とサブスロ
ットル弁とを直列に配置した構成である。

メインスロットル弁は例えばアクセルワイヤを介してア
クセルペダルに連動して開閉作動されるが、サブスロッ
トル弁は通常全開状態でスリップが検出されると閉状態
になるように電子制御される。

つまりスリップ検出時にのみサブスロットル弁が閉作動
し、機関吸入空気量を抑制するのである。

ここで上記のようにスロットル弁開度を電子制御するに
は、たとえば特開昭６１−１９２８２４号公報等に記載
されているように、スロットル弁をサーボモータで駆動
するように構成する一方、スロットルシャフトに直結し
たスロットル弁開度センサによってスロットル弁の開度
を検出し、その検出開度と目標開度との偏差に基づいて
スロットル弁の開度をフィードバック制御する方式が一
般的である。なお、スロットル弁を駆動するアクチュエ
ータとしてステップモータを使用し、スロットル弁の開
度をオーブンループ制御する方式もある。

また、このように電子制御されるスロットル弁制御装置
では、機関停止中の位置決めおよびフェイルセーフ等を
考慮して、スロットル弁を一方の方向に付勢するリター
ンスプリングが備えられている。通常、前者のジングル
スロットル形式ではスロットル弁の全閉方向に向けて、
また後者のタンデムスロットル形式では全開方向に向け
てリターンスプリングが設けられている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のスロットル弁を付勢するリターン
スプリングに何らかの異常があったとしても、スロット
ル弁自体の作動は正常時と殆ど変わらずに確保されるた
め、その異常の有無を自己診断することは非常に困難で
ある。そのため、リターンスプリングを用いたフェイル
セーフが必要な場合には、フェイルセーフが正常に機能
しなくなる問題があった。

そこで、この発明はリターンスプリングの異常の有無を
自己診断することができる内燃機関のスロットル弁制御
装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 この発明に係るスロットル弁制御装置は、第１図に示す
ように、内燃機関の吸気通路ｌに介装されたスロットル
弁２を開閉駆動するアクチュエータ３と、前記スロット
ル弁２を全開位置もしくは全開位置に向けて付勢するリ
ターンスプリング４と、前記スロットル弁２の開度を検
出するスロットル弁開度センサ５と、目標開度に前記ス
ロットル弁２の開度が一致するように前記アクチュエー
タ３に駆動信号を出力するアクチュエータ駆動手段６と
、このアクチュエータ駆動手段６から駆動信号が出力さ
れない状態で、前記検出開度と全開位置近傍もしくは全
閉位置近傍の所定開度とを比較して前記リターンスプリ
ング４の異常の有無を判別する異常判別手段７とを備え
たものである。

作用 たとえば、エンジン始動時にイグニッノヨンスイッチが
オン操作された後、スロットル弁開度制御が開始される
までの間で、アクチュエータ駆動手段６から駆動信号が
出力されず、アクチュエータ３が駆動されない状態のと
き、異常判別手段７でスロットル弁開度センサ５の出力
信号が読み出される。そして、その出力信号が示す検出
開度が所定開度、たとえばリターンスプリング４がスロ
ットル弁２を全開方向に付勢していれば全開位置近傍の
所定開度以上にあるか否かが検出され、検出開度が所定
開度未満のときはリターンスプリング４が異常であると
判断される。

実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第２図はこの発明をトラクノヨンコントロールシステム
用のタンデムスロットル形式のスロットル制御機構に適
用した一実施例を示している。

同図において、１１は内燃機関の吸入空気か通流する吸
気通路を示す。この吸気通路１１に、バタフライバルブ
型のメインスロットル弁１２と、同じくバタフライバル
ブ型のサブスロットル弁１３とが直列に配置されている
。

メインスロットル弁１２は、アクセルペダル１４にアク
セルワイヤ１５を介して機械的に連係しており、かつリ
ターンスプリング１６によって全閉方向に付勢されてい
る。

そしてサブスロットル弁１３は、そのスロットルシャフ
ト１７の一端側にアクチュエータであるサーボモータ１
８が直結されているとともに、その他端側にスロットル
弁開度センサとしてポテンショメータ１９が直結され、
かつリターンスプリング２０で全開方向に付勢されてい
る。

このサブスロットル弁１３の開閉動作はスロットルコン
トロールユニット２１によって制御される。スロットル
コントロールユニット２１には、前記のポテンショメー
タ１９の出力信号からノイズを除去する入力回路２２と
、入力回路２２の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換
器２３と、そのＡ／Ｄ変換信号から得られるサブスロッ
トル弁１３の検出開度とトラクションコントロールユニ
ット２５から与えられる目標開度とを比較演算して公知
のフィードバック制御動作を行うとともに後述のように
リターンスプリング２０の異常判別に関連する動作を行
う制御回路２４と、そのフィードバック制御信号に基づ
いてサーボモータ１８に駆動信号として電流指令を出力
する駆動回路２６とが備えられている。前記の目標開度
は、トラクションコントロールを行うために駆動輪のス
リップ率などに基づいてのトラクションコントロールユ
ニット２５で逐次設定される。なお、２７は、運転席等
に設けられたイグニッションキースイッチを示す。この
イグニッションキースイッチ２７がオン位置まで回動操
作されることによってスロットルコントロールユニット
２１のメイン電源が投入され、更にスタート位置まで回
動操作されると、図外のスタータモータが作動して内燃
機関のクランキングが開始されるようになっている。

次に第３図を参照して、制御回路２４の動作について説
明する。

まず、内燃機関の始動時にイグニッノヨンキースイッチ
２７がオン位置まで回動操作されてスロットルコントロ
ールユニット２１のメイン電源が投入されると、各入出
力信号のイニシャライズ処理が行われる（ステップＳｌ
）。このイニシャライズ処理により、駆動回路２６から
サーボモータＩ８に駆動信号が出力されない（電流指令
値が零）状態になって、サブスロットル弁１３はサーボ
モータ１８に拘束されなくなる。

次に、Ａ／Ｄ変換器２３の出力値であるサブスロットル
弁１３の検出開度ＴＶ○が読み込まれ（ステップＳ２）
、その検出開度ＴＶＯが異常判定開度未満か否かか判断
される（ステップＳ３）。

このリターンスプリング異常判定値は、サブスロットル
弁１３か全開状態にあるときの開度ＴＶ○Ｍ　Ａ　Ｘか
ら所定の許容値ＳＡを引いた値である。

許容値ＳＡは、検出開度ＴＶＯの検出誤差などに基つい
て適宜設定される値である。

検出開度ＴＶＯか異常判定開度（ＴＶＯＭＡＸＳＡ）以
上であると、リターンスプリング２０が正常に作動しサ
ブスロットル弁１３が全開状態にあるとみなし、前記開
度ＴＶＯＭＡＸが今回検出された検出開度ＴＶＯで更新
され（ステップＳ４）、サブスロットル弁１３が全開状
態にあるときの開度が学習される。なお、この学習によ
り記憶された開度ＴＶＯＭＡＸはメイン電源がオフの状
態のときもバッテリバックアップにより、保持される。

そして、内燃機関が始動されると、エンジンコノトロー
ルユニット２５から与えられる目標開度と前記検出開度
ＴＶＯとの偏差に基づいて、サブスロットル弁開度のフ
ィードバック制御が開始され、運転終了まて繰り返し実
行される。

これに対し、ステップＳ３て検出開度ＴＶ○が異常判定
開度（ＴＶＯＭＡＸ−ＳＡ）未済であると、サブスロッ
トル弁１３がリターンスプリング２０て付勢されておら
ず全開状態にないとみなし、リターンスプリング２０に
何らかの異常が発生したと判定される（ステップＳ６）
。そして、その異常に対する所定のフェイルセーフ処理
が実行される（ステップＳ７）。７ことえば、フェイル
セーフ処理として、サブスロットル弁１３が全開状態に
なるように駆動回路２６からサブモータ１８に電流指令
が出力されるとともに、この異常を運転者に知らせるた
めの警告灯（図示せず）を点灯させる動作が行われる。

なお、この場合、トラクション制御は禁止される。

以上のようにこの実施例では、イグニッションキースイ
ッチ２７がオン操作されてから内燃機関が始動される極
く短時間の間に、特に運転者を待たせることなく、リタ
ーンスプリング２０の異常判別を行うことができる。

上述の実施例ではリターンスプリング２０の異常判別を
内燃機関始動時に実行しているが、この発明ではモータ
コイルの断線や駆動回路２６の異常などでサブスロット
ル弁１３の制御が不能になって、フェイルセーフ処理と
してサーボモータ１ｇの駆動が停止されるような場合に
、上述の実施例のようにサブスロットル弁１３が全開状
態にあるか否かを検出し、リターンスプリング２０の異
常判別を行ってもよい。

また、前述の目標開度が全開位置に設定されたとき、フ
ィードバック制御によりサブスロットル弁１３の検出開
度が全開位置に達する手前（リターンスプリング２０の
作用でスロットル弁１３が全開位置で強く衝突しない範
囲、たとえばｌＯ度径程度手前で強制的にサーボモータ
１８の駆動を停止して、同様にリターンスプリング２０
の異常判別を行ってもよい。

また、上述の実施例ではタンデムスロットル形式のスロ
ットル制御機構に適用した場合について説明したが、こ
の発明は、内燃機関の吸気通路にスロットル弁を１個だ
け配置したジングルスロットル形式のスロットル制御機
構にも適用することができる。この場合、スロットル弁
がリターンスプリングにより全閉方向に付勢されている
ので、サーボモータなどのアクチュエータの駆動が停止
されているときスロットル弁が全開状態にあるか否かを
検出してリターンスプリングの異常判別を行う。

またさらに、この発明はスロットル弁を駆動するアクチ
ュエータにパルスモータを用い、オープンループ制御で
スロットル弁の開度を制御するスロットル制御機構にも
適用することもできる。この場合、スロットル開度セン
サの出力はスロットル弁の開度制御の上では特に必要な
く、主にリターンスプリングの異常判別動作にのみ用い
られる。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関
のスロットル弁制御装置によれば、スロットル弁を付勢
しているリターンスプリングの異常を判別することがで
き、スロットル弁制御ニ関連するトラブルをより確実に
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るスロットル弁制御装置の構成を
示すクレーム対応図、第２図はこの発明の一実施例を示
す構成説明図、第３図はその実施例における制御回路の
動作を説明するためのフローチャートである。 ｌ・・吸気通路、２　・スロットル弁、３・・・アクチ
ュエータ、４・・・リターンスプリング、５・・・スロ
ットル開度センサ、６・・・アクチュエータ駆動手段、
７・・・異常判別手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の吸気通路に介装されたスロットル弁を
   開閉駆動するアクチュエータと、 前記スロットル弁を全開位置もしくは全閉位置に向けて
   付勢するリターンスプリングと、 前記スロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度セ
   ンサと、 目標開度に前記スロットル弁の開度が一致するように前
   記アクチュエータに駆動信号を出力するアクチュエータ
   駆動手段と、 このアクチュエータ駆動手段から駆動信号が出力されな
   い状態で、前記検出開度と全開位置近傍もしくは全閉位
   置近傍の所定開度とを比較して前記リターンスプリング
   の異常の有無を判別する異常判別手段と を備えたことを特徴とする内燃機関のスロットル弁制御
   装置。