JPH04259642A - アイドル制御弁のフェイルセーフ装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アイドル制御弁に異常
が発生した際に安全を確保するアイドル制御弁のフェイ
ルセーフ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンのアイドル回転数制御
においては、吸気通路に介装されたスロットル弁をバイ
パスするバイパス通路の空気量を、アイドル制御弁によ
り調整してエンジン回転数が目標回転数となるようフィ
ードバック制御するバイパスエア方式、あるいは、スロ
ットル弁直動型のアクチュエータにより吸気通路の空気
量を調整してエンジン回転数が目標回転数となるようフ
ィードバック制御するスロットル弁直動方式などが採用
されている。

【０００３】後者のスロットル弁直動方式は、ＤＣモー
タなどに減速機構を組合わせ、強力な作動力によって位
置安定性が優れているが、装置が大型化するきらいがあ
り、これに対し、前者のバイパスエア方式では、装置が
小型化できる、制御応答性に優れるなどの特徴を有する
ため、アイドル回転数制御には、このバイパスエア方式
が採用されることが多い。

【０００４】尚、このバイパスエア方式によるアイドル
回転数制御に係わる先行技術は、特開昭６０−２６１９
５１号公報などに開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記バ
イパスエア方式では、通常、電子制御装置（ＥＣＵ）か
らの駆動パルス信号のデューティ比に応じてアイドル制
御弁の弁開度が変化するようになっており、このアイド
ル制御弁は、リニアソレノイドなどからなるソレノイド
の電磁吸引力を利用するため強力な作動力を得ることは
困難である。従って、バイパス通路中のカーボン、オイ
ルなどにより、弁が弁座に固着する、いわゆるバルブス
ティックが発生するおそれがある。

【０００６】すなわち、このバルブスティックが発生す
ると、バイパス通路から空気量が供給されないため、始
動困難、エンジンストールなどを招く。また、例え、ア
クセルワークにて始動に成功しても、図４のＡに示すよ
うに、エンジンストールぎりぎりでエンジンが回転する
ことになり、一方、ＥＣＵ側では、アイドル制御弁にバ
ルブスティックが発生しても、電気的には断線、ショー
トといった異常ではないため、このアイドル制御弁の機
械的な異常は検出できない。

【０００７】従って、ＥＣＵからの駆動パルス信号のデ
ューティ比が大きくなっているにもかかわらず、エンジ
ン回転数が目標回転数を下回った状態で回転を続けるこ
とになり、この状態で、振動、衝撃などにより、アイド
ル制御弁のバルブスティックが直ると、デューティ比の
大きい駆動パルス信号によりエンジン回転数が図４のＢ
からＣへと上昇してオーバーシュートが発生し、制御系
がハンチングするおそれがある。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、アイドル制御弁に機械的な異常が発生した場合、エン
ジンストールを防止するとともに、異常が回復してもエ
ンジン回転数の上昇を押さえて制御系のハンチングを防
止することのできるアイドル制御弁のフェイルセーフ装
置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、スロットル弁をバイパスするバイパス通路に設け
たアイドル制御弁の異常発生条件をエンジン運転状態が
満たしたとき、異常発生信号を出力する異常検出手段Ｍ
１と、上記異常検出手段Ｍ１からの異常発生信号により
、上記アイドル制御弁の駆動を停止させる第１のセーフ
信号を出力するとともに上記アイドル制御弁と並列に設
けた補助弁を開状態とする第２のセーフ信号を出力する
セーフ信号発生手段Ｍ２と、上記異常判定手段からの異
常発生信号により警告を発する警告手段Ｍ３とを備えた
ものである。

【００１０】

【作用】本発明では、エンジン運転状態がアイドル制御
弁の異常発生条件を満たしたとき、異常発生信号が出力
され、この異常発生信号により、上記アイドル制御弁の
駆動が停止させられるとともに上記アイドル制御弁と並
列に設けた補助弁が開状態とされてエンジンへの空気の
供給が確保され、異常発生を知らせる警告が発せられる
。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明の一実施例を示し、図２はエンジン
制御系の概略図、図３はフェイルセーフの実行手順を示
すフローチャートである。

【００１２】［エンジン制御系の構成］図２において、
符号１はエンジン（図においては水平対向４気筒型エン
ジン）本体であり、このエンジン本体１のシリンダヘッ
ド２にインテークマニホルド３、エキゾーストマニホル
ド４が各々連設されている。

【００１３】上記インテークマニホルド３の上流側には
、エアチャンバ５を介してスロットルチャンバ６が連通
され、このスロットルチャンバ６の上流側が吸気管７を
介してエアクリーナ８に連通されている。さらに、この
エアクリーナ８の直下流に吸入空気量センサ９が臨まさ
れている。

【００１４】また、上記スロットルチャンバ６に設けら
れたスロットルバルブ６ａにスロットル開度センサ１０
ａとスロットルバルブ全閉を検出するアイドルスイッチ
１０ｂとが連設され、さらに、上記スロットルバルブ６
ａをバイパスして上流側と下流側とを連通する第１のバ
イパス通路１１に、アイドル制御弁（ＩＳＣＶ）１１ａ
が介装されており、また、上記スロットルバルブ６ａを
バイパスして上流側と下流側とを連通する第２のバイパ
ス通路１２に、エアコン作動時にＯＮされるアイドルア
ップ用ソレノイド（以下、ＦＩＣＤと称する）１２ａが
補助弁として介装されている。

【００１５】上記ＩＳＣＶ１１ａは、リニアソレノイド
バルブなどから構成され、駆動パルス信号のデューティ
比に応じて弁開度が増減し、上記バイパス通路１１の空
気量が増減される。また、上記ＦＩＣＤ１２ａは、通常
の電磁弁により構成され、エアコン作動時にＯＮされた
とき、上記第２のバイパス通路１２を開状態としてエン
ジンへ空気を供給し、アイドル回転数をアップするとと
もに、エアコンＯＦＦの状態で、且つ上記ＩＳＣＶ１１
ａに機械的故障が発生したときＯＮされ、上記第２のバ
イパス通路１２からエンジンへ空気を供給してエンジン
ストールを防止する。

【００１６】尚、上記第１のバイパス通路１１と第２の
バイパス通路１２とは必ずしも独立させる必要はなく、
バイバス通路の上流側を共通化して１つとし、下流側を
分岐させて各通路にＩＳＣＶ１１ａ、ＦＩＣＤ１２ａを
、それぞれに介装するようにしても良い。

【００１７】また、上記インテークマニホルド３の各気
筒の各吸入ポート直上流側にはインジェクタ１３が配設
され、上記インテークマニホルド３に形成されたライザ
をなす冷却水通路（図示せず）に冷却水温センサ１４が
臨まされている。さらに、上記エキゾーストマニホルド
４に連通する排気管１５にＯ２　センサ１６が臨まされ
ている。尚、符号１７は触媒コンバータである。

【００１８】また、上記エンジン本体１のクランクシャ
フト１ａにクランクロータ１８が固設され、このクラン
クロータ１８の外周に、所定のクランク角に対応する突
起（あるいはスリット）を検出する電磁ピックアップな
どからなるクランク角センサ１９が対設されている。

【００１９】［制御装置の回路構成］一方、符号２０は
マイクロコンピュータからなる電子制御装置（ＥＣＵ）
であり、このＥＣＵ２０のＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、Ｒ
ＡＭ２３、及び、Ｉ／Ｏ　インターフェース２４がバス
ライン２５を介して互いに接続され、定電圧回路２６か
ら所定の安定化電圧が供給される。

【００２０】そして、上記ＥＣＵ２０により、スロット
ル弁をバイパスするバイパス通路に設けたアイドル制御
弁の異常発生条件をエンジン運転状態が満たしたとき、
異常発生信号を出力する異常検出手段、この異常検出手
段からの異常発生信号により、上記アイドル制御弁の駆
動を停止させる第１のセーフ信号を出力するとともに上
記アイドル制御弁と並列に設けた補助弁を開状態とする
第２のセーフ信号を出力するセーフ信号発生手段を含む
各種制御機能が実現される。

【００２１】上記定電圧回路２６は、ＥＣＵリレー２７
のリレー接点を介してバッテリ２８に接続され、上記Ｅ
ＣＵリレー２７のリレーコイルがキースイッチ２９を介
して上記バッテリ２８に接続されている。また、上記Ｉ
／Ｏ　インターフェース２４の入力ポートに、吸入空気
量センサ９，スロットル開度センサ１０ａ，冷却水温セ
ンサ１４，Ｏ２　センサ１６，クランク角センサ１９，
車速センサ３０，アイドルスイッチ１０ｂ，エアコンス
イッチ３１，ニュートラルスイッチ３２，パワーステア
リングスイッチ３３などが接続され、これらの各センサ
類、各スイッチ類の出力信号、上記ＣＰＵ２１で演算処
理したデータなどからエンジン運転状態が検出される。

【００２２】さらに、上記Ｉ／Ｏ　インターフェース２
４の入力ポートには、上記ＥＣＵリレー２７のリレー接
点が接続されてバッテリ電圧ＶＢ　がモニタされ、一方
、上記Ｉ／Ｏ　インターフェース２４の出力ポートには
、駆動回路３４を介してＩＳＣＶ１１ａ、ＦＩＣＤ１２
ａ、インジェクタ１３、異常発生を知らせる警告手段と
してのチェックランプ３５が接続されている。

【００２３】上記ＲＯＭ２２には制御プログラム及び各
種制御用固定データが記憶されており、また、上記ＲＡ
Ｍ２３には、上記各センサ類、スイッチ類の出力信号を
処理した後のデータ及び上記ＣＰＵ２１で演算処理した
データが格納されている。

【００２４】上記ＣＰＵ２１では上記ＲＯＭ２２に記憶
されている制御プログラムに従い、燃料噴射量、点火時
期などを演算し、インジェクタ１３に対する駆動パルス
信号、図示しない点火プラグに対する点火信号などを出
力するとともに、ＩＳＣＶ１１ａに対する駆動パルス信
号のデュ−ティ比を演算し、第１のバイパス通路１１の
空気量を制御してアイドル回転数を一定に保つ。

【００２５】［フェイルセーフの実行手順］次に、ＩＳ
ＣＶ１１ａに対するフェイルセーフ実行手順について説
明する。図３は所定時間毎に実行される割込みルーチン
のゼネラルフローを示し、ステップＳ１０１で、アイド
ルスイッチ１０ｂ，エアコンスイッチ３１，ニュートラ
ルスイッチ３２，パワーステアリングスイッチ３３の各
スイッチ信号、冷却水温センサ１４からの冷却水温ＴＷ
　、車速センサ３０からの車速Ｓ、及び、ＩＳＣＶ１１
ａに対する駆動パルス信号のデューティ比ＤＵＴＹ　演
算データなどのエンジン運転状態を取込む。

【００２６】次いで、ステップＳ１０２へ進み、これら
のエンジン運転状態がＩＳＣＶ１１ａのバルブスティッ
クなど、機械的作動の異常発生条件に合致しているか否
かを判別する。すなわち、アイドルスイッチ１０ｂ及び
ニュートラルスイッチ３２がＯＮで、エアコンスイッチ
３１及びパワーステアリングスイッチ３３がＯＦＦであ
り、車速Ｓが設定値ＳＳＥＴ　（例えば、８Ｋｍ／ｈ）
以下、且つ、冷却水温ＴＷ　が設定水温（例えば、７０
°Ｃ）以上のとき、ＩＳＣＶ１１ａの駆動パルス信号の
デューティ比ＤＵＴＹ　が設定値ＤＵＴＹＳＥＴ（例え
ば、６０％）以上であれば、通常の状態では可能性のな
い値までデューティ比ＤＵＴＹ　が大きくなっているた
め、ＩＳＣＶ１１ａのバルブスティック発生と判断して
上記ステップＳ１０２からステップＳ１０３へ進み、一
方、これらのエンジン運転状態のうち１つでも条件から
はずれるものがあれば、上記ステップＳ１０２からルー
チンを抜ける。

【００２７】上記ステップＳ１０２でバルブスティック
発生と判断してステップＳ１０３へ進むと、ＩＳＣＶ１
１ａに対する駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹ　を“０
”として（ＤＵＴＹ　←０）連続ＯＦＦの状態に保持す
る第１のセーフ信号を出力し、次に、ステップＳ１０４
でＦＩＣＤ１２ａをＯＮして開状態とする第２のセーフ
信号を出力すると、ステップＳ１０５で、チェックラン
プ３５を点灯して異常発生をドライバーに知らせ、ルー
チンを抜ける。

【００２８】これにより、万一、ＩＳＣＶ１１ａがバル
ブスティックなどの機械的故障を起こして第１のバイパ
ス通路１１が閉塞された場合においても、ＦＩＣＤ１２
ａがＯＮされて第２のバイパス通路１２からの空気が供
給されるため、エンジンストールを防止することができ
、さらに、目標回転数に対するフィードバックの結果デ
ューティ比ＤＵＴＹ　が増大することがないため、ＩＳ
ＣＶ１１ａが正常に復帰した場合にもエンジン回転数の
上昇を押さえて制御ハンチングを防止することができる
のである。

【００２９】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、カウンタ、コンパレータ、ゲート類などの
ハードウエアのみにより、ＩＳＣＶ１１ａに対するフェ
イルセーフ装置を構成しても良い。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
イドル制御弁に機械的な異常が発生した場合にエンジン
ストールを防止することができ、しかも、異常回復時の
エンジン回転数上昇を押さえて制御系のハンチングを防
止することができるなど優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すクレーム対応図。

【図２】エンジン制御系の概略図。

【図３】フェイルセーフの実行手順を示すフローチャー
ト。

【図４】従来例を示し、異常発生時のエンジン回転数変
化を示す説明図。

【符号の説明】

Ｍ１　　異常検出手段 Ｍ２　　セーフ信号発生手段 Ｍ３　　警告手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スロットル弁をバイパスするバイパス
   通路に設けたアイドル制御弁の異常発生条件をエンジン
   運転状態が満たしたとき、異常発生信号を出力する異常
   検出手段と、上記異常検出手段からの異常発生信号によ
   り、上記アイドル制御弁の駆動を停止させる第１のセー
   フ信号を出力するとともに上記アイドル制御弁と並列に
   設けた補助弁を開状態とする第２のセーフ信号を出力す
   るセーフ信号発生手段と、上記異常判定手段からの異常
   発生信号により警告を発する警告手段とを備えたことを
   特徴とするアイドル制御弁のフェイルセーフ装置。