JPH06213049A - 異常判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ばねにより安全側に付勢されたスロットルバ
ルブが、アクチュエータの異常により全閉もしくは全開
側に急激に駆動された場合を、スロットルバルブの目標
開度を知ることなく検出する。 【構成】 スロットルバルブ３４の開度ＴＡの所定時間
内の偏差ＤＬＴＡを演算し（ステップＳ１００ないし１
３０）、この偏差ＤＬＴＡがステッピングモータ３２に
より駆動可能な範囲に入っているか否かを判別する（ス
テップＳ１４０）。サブスロットルバルブ３４は、ばね
５４により安全側である全開側に付勢されているので、
ステッピングモータ３２が脱調などを起こした場合に
は、全閉側にばね５４により急激に駆動される。そこ
で、これを検出し、燃料噴射量の低減などの異常時処理
を行なう（ステップＳ１６０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクチュエータもしく
はセンサの異常を判定する装置に関し、詳しくは被駆動
物体の動きのみからこれを駆動するアクチュエータもし
くはその動きを検出するセンサの異常を判定する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の駆動装置や制御装置は、何らかの
被駆動物体をアクチュエータにより駆動しており、装置
の信頼性を確保するために、駆動系統の異常時に被駆動
物体をフェイルセーフ側に付勢する機構を備えたり、ア
クチュエータの異常を検出する構成を備えることが望ま
しい。ここで、アクチュエータとは、単にモータ等の駆
動源のみならず、動力の伝達機構を含んで、被駆動物体
を駆動する系全体を意味するものとする。

【０００３】この点を、内燃機関の吸入空気量を制御す
るスロットルバルブ（被駆動物体）をステッピングモー
タ（アクチュエータ）により駆動するいわゆるリンクレ
ススロットルの構成を例に取って説明する。図１０は、
内燃機関の吸気系に設けられたスロットルバルブの開度
をアクチュエータにのみによって制御する電子制御スロ
ットルの概略構成図である。制御を司る電子制御装置Ｅ
Ｃ１は、運転者のアクセルＡＣ操作をセンサで検出し、
内燃機関の回転数や車速などの情報と合わせてスロット
ルバルブＴＶの目標開度αを演算し、スロットルバルブ
の実開度θをスロットル開度センサＳＳにより検出しつ
つ、スロットルバルブの実開度θが目標開度αとなるよ
うにアクチュエータを駆動する。この種の電子制御スロ
ットルは、内燃機関の出力を制限したり、アクセル操作
と内燃機関の出力とのリニアリティを実現するために用
いられるのが通例である。

【０００４】こうした電子制御スロットルでは、アクチ
ュエータの異常は、直ちにスロットルバルブ開度の異
常、延いては内燃機関の出力の異常として現われるか
ら、異常の発生を速やかに検出することが必要となる。
従来、アクチュエータの異常は、スロットルバルブの目
標開度αと実際の開度θとを比較し、両者の偏差に基づ
いて検出するものが知られている（例えば、特開昭６２
−９１６４４号の「スロットルバルブの開閉制御装
置」）。この場合、スロットルバルブの実開度θを検出
するセンサＳＳからの信号は、まず燃料噴射制御用の電
子制御装置ＥＣ２に入力され、通信によりスロットルバ
ルブ駆動用の電子制御装置ＥＣ１に通知される構成が一
般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たアクチュエータの異常判定装置では、被駆動物体（上
記の例ではスロットルバルブ）の目標位置と実際の位置
とを知らねば、異常の発生を判断できないと言う問題が
あった。従って、スロットル制御装置の場合、スロット
ルバルブの目標開度αと実開度θとを比較可能な信号と
して、異常判定を行なう電子制御装置に取り込まねばな
らず、構成が複雑となる。この場合、複数の電子制御装
置がスロットルバルブの開度に関する情報を通信等でや
り取りしている場合には、通信における異常の発生かア
クチュエータの異常の発生かの区別がつかないと言う問
題を招致する。

【０００６】また、アクチュエータに異常が生じ、例え
ばスロットルバルブが誤動作すると内燃機関の出力が変
動し、運転者に違和感・不安感を与えることが考えられ
るから、異常はできる限り速やかに検出しなければなら
ない。ところが、通信などを介して情報を受け取る場
合、異常の判定までにかなりの時間を要することが考え
られ、こうした場合には異常の発生に対する対処が遅れ
るという問題があった。被駆動物体がフェイルセーフ方
向に付勢されている場合、例えば電子制御スロットルに
おいてスロットルバルブを全閉側（１バルブタイプのス
ロットルバルブの場合）もしくは全開側（２バルブタイ
プのスロットルバルブの場合）に付勢するばねを設けた
ものでは、アクチュエータであるステッピングモータに
異常を生じてバルブ保持トルクが失われるとると、被駆
動物体であるスロットルバルブは急激に全閉もしくは全
開方向に動く。この結果、内燃機関の吸入空気量が急変
するから、こうした異常を直ちに検出して対処しなけれ
ば、急減速もしくは急加速と言った状態を招致すること
も考えられる。

【０００７】更に、被駆動物体の目標位置が、実際の位
置に対応した信号として取り出しにくい場合、例えば既
設の装置に異常判定装置を後から付加したい場合には、
異常判定を行なうことができないという問題があった。

【０００８】本発明の異常判定装置は、こうした問題を
解決し、被駆動物体の動きを反映したパラメータのみに
基づいて、アクチュエータの異常もしくはセンサの異常
を検出可能とすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載されたア
クチュエータの異常判定装置は、図１（Ａ）のブロック
図に例示したように、所定のシステムにおける被駆動物
体ＯＢを駆動するアクチュエータＡＡの異常を判定する
装置であって、前記被駆動物体ＯＢをシステムにとって
安全側に付勢する付勢手段Ｍ１と、該被駆動物体ＯＢの
動きを反映したパラメータを検出する検出手段Ｍ２と、
該パラメータから前記被駆動物体ＯＢの速度もしくは加
速度を演算する演算手段Ｍ３と、該演算された速度もし
くは加速度が前記アクチュエータＡＡにより駆動可能な
値でないとき、前記アクチュエータに異常が生じたと判
定する判定手段Ｍ４とを備えたことを要旨とする。

【００１０】こうしたアクチュエータの異常判定装置
は、種々の制御装置に適用可能であるが、例えば被駆動
物体が内燃機関の吸入空気量を調整するスロットルバル
ブであり、検出手段Ｍ２が、該スロットルバルブの回転
位置を検出する手段であるといった構成が可能である。

【００１１】更に、請求項３に記載された異常判定装置
は、図１（Ｂ）のブロック図に例示するように、アクチ
ュエータＡＡにより駆動されるスロットルバルブＴＶの
開度を検出するスロットルバルブ開度センサＳＳからの
信号を入力する信号入力手段Ｎ１と、該入力した信号を
微分して、スロットルバルブＴＶの回転速度を演算する
速度演算手段Ｎ２と、該演算された速度を、予め記憶し
た上限値と比較し、該上限値を上回る場合には、前記ア
クチュエータＡＡもしくはスロットルバルブ開度センサ
ＳＳに異常を生じたと判断する判定手段Ｎ３とを備えた
ことを要旨とする。

【００１２】

【作用】以上のように構成された請求項１のアクチュエ
ータの異常判定装置では、検出手段Ｍ２により被駆動物
体ＯＢの動きを反映したパラメータを検出し、このパラ
メータから、演算手段Ｍ３により、被駆動物体ＯＢの速
度もしくは加速度を演算する。被駆動物体ＯＢは、付勢
手段Ｍ１によって、システムにとって安全側に付勢され
ているから、アクチュエータＡＡに異常を生じると、付
勢手段Ｍ１によって安全側に速やかに駆動される。従っ
て、演算された被駆動物体の速度もしくは加速度が、ア
クチュエータＡＡにより駆動可能な値でないとき、判定
手段Ｍ４により、アクチュエータＡＡに異常が生じたと
判定する。

【００１３】一方、請求項３記載の異常判定装置では、
スロットルバルブＴＶの開度を検出するスロットルバル
ブ開度センサＳＳからの信号を、信号入力手段Ｎ１が入
力し、この入力した信号を微分して、速度演算手段Ｎ２
が、スロットルバルブＴＶの回転速度を演算する。演算
された速度を、予め記憶した上限値と比較し、上限値を
上回る場合には、アクチュエータＡＡもしくはスロット
ルバルブ開度センサＳＳに異常を生じたと判定手段Ｎ３
が判断する。

【００１４】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図２は、実施例としてのアクチュエータの異常
判定装置の概略構成図である。このアクチュエータの異
常判定装置は、実際には、エンジンの燃料噴射量を制御
する燃料噴射量制御用電子制御回路（以下、ＥＦＩＥＣ
Ｕという）２０に組み込まれた形で実現されている。ま
ず、エンジン２２の吸気系の構成について説明する。

【００１５】エンジン２２のインテークマニホールド２
４に連通する吸気通路２６には、アクセル２８に連動し
て開度が調整されるメインスロットルバルブ３０と、ア
クチュエータであるステッピングモータ３２により開度
が調整されるサブスロットルバルブ３４とが、設けられ
ている。スロットルバルブ３０とステッピングモータ３
２との間には、ステッピングモータ３２の回転をギヤダ
ウンする図示しない減速ギヤが設けられている。メイン
スロットルバルブ３０には、その開度を検出するメイン
バルブ開度センサ３６が、一方、サブスロットルバルブ
３４には、サブバルブ開度センサ３８が、各々設けられ
ている。これらのセンサ３６，３８からの信号は、サブ
スロットル制御用電子制御回路（以下、サブスロットル
ＥＣＵと言う）４０とＥＦＩＥＣＵ２０とに出力されて
いる。

【００１６】ＥＦＩＥＣＵ２０は、エンジン２２の燃料
噴射量を制御するコントローラであり、周知のＲＯＭ，
ＲＡＭ，通信回路等を内蔵した１チップマイクロプロセ
ッサ（以下、ＭＰＵという）４２と、センサ等とのイン
タフェースを司る入出力ポート４４とから構成されてい
る。ＭＰＵ４２は、入出力ポート４４を介して、メイン
スロットルバルブ３０の開度θの他、図示しない回転数
センサからのエンジン回転数Ｎｅやエアフロメータから
の吸入空気量Ｑ，吸気管負圧ＰＭ，サブスロットルバル
ブ３４の開度ＴＡ等を入力し、これらの情報に基づい
て、燃料噴射量を求め、燃料噴射量制御を行なう。即
ち、エンジン２２に必要な燃料噴射量を求め、インテー
クマニホールド２４に設けられた燃料噴射バルブ４６の
開弁時間を制御して燃料噴射量を制御するのである。

【００１７】ＥＦＩＥＣＵ２０がサブスロットルバルブ
３４の開度ＴＡを取り込むのは、実際の吸入空気量は、
メインスロットルバルブ３０の開度θのみならずサブス
ロットルバルブ３４の開度によっても定まり、図示しな
いエアフロメータによる吸入空気量Ｑの検出に先だっ
て、サブスロットルバルブ３４，メインスロットルバル
ブ３０の動きに応じた燃料噴射量の増減補正を行なうた
めである。

【００１８】サブスロットルＥＣＵ４０は、サブスロッ
トルバルブ３４の開度を制御するコントローラであり、
ＥＦＩＥＣＵ２０と同様、１チップマイクロプロセッサ
（以下、ＭＰＵという）４８と、センサ等とのインタフ
ェースを司る入出力ポート５０とから構成されている。
ＭＰＵ４８は、入出力ポート５０を介して、メインスロ
ットルバルブ３０の開度θの他、図示しない回転数セン
サからのエンジン回転数Ｎｅや車速Ｖ等を入力し、これ
らの情報に基づいて、サブスロットルバルブ３４の目標
開度を求め、ステッピングモータ３２を駆動する。

【００１９】吸気通路２６にメインスロットルバルブ３
０の他にサブスロットルバルブ３４を設け、かつサブス
ロットルバルブ３４の開度制御を行なうのは、車両の運
転状態等から見てエンジンの出力が過大なものとなるこ
とを防止したり、アクセル２８の操作量に対するエンジ
ン２２出力のリニアリティを実現するといったためであ
る。即ち、サブスロットルバルブ３４は、吸入空気量を
適宜制限する目的で設けられているのである。このサブ
スロットルバルブ３４が全開状態になると、吸入空気量
はメインスロットルバルブ３０の制御に服する。従っ
て、アクチュエータであるステッピングモータ３２を含
めて何らかの異常が発生した時には、サブスロットルバ
ルブ３４は全開状態となることが望ましい。そこで、サ
ブスロットルバルブ３４の回転軸５２には、ばね５４が
取り付けられており、ステッピングモータ３２の保持力
が失われたような場合には、サブスロットルバルブ３４
を全開状態にする構成となっている。

【００２０】サブスロットルＥＣＵ４０は、そのＭＰＵ
４８のシリアル通信ポートがＥＦＩＥＣＵ２０のＭＰＵ
４２のシリアル通信ポートに接続されており、両ＭＰＵ
４８，４２は、相互にデータを通信可能となっている。
サブスロットルＥＣＵ４０のＭＰＵ４８は、サブスロッ
トルバルブ３４の開度をＭＰＵ４２から通信により得
て、サブスロットルバルブ３４の開度ＴＡが、メインス
ロットルバルブ３０の開度θやエンジン２２の回転数Ｎ
ｅ等から求めた目標開度と一致しているか否かを判別
し、両者が一致するようにフィードバック制御を行なっ
ている。

【００２１】次に、上記構成において、ＥＦＩＥＣＵ２
０が行なうスロットルアクチュエータ異常判定処理につ
いて、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。こ
の処理は、８ミリセカンド毎に起動される割込処理とし
て繰り返し実行され、まず１回前の処理において読み込
んだサブスロットルバルブ３４の開度ＴＡを前回値ＴＡ
0 として記憶する処理を行なう（ステップＳ１００）。
続いて、現在のサブスロットルバルブ３４の実開度をサ
ブバルブ開度センサ３８からの信号に基づいて読み込み
（ステップＳ１１０）、これを開度ＴＡとして記憶する
（ステップＳ１２０）。

【００２２】次に、前回の開度ＴＡ0 と現在の開度ＴＡ
との偏差ＤＬＴＡを求め（ステップＳ１３０）、この偏
差ＤＬＴＡが所定の下限値αから上限値βの間（以下、
上下限値β，αと記載する）内に入っているか否かの判
断を行なう（ステップＳ１４０）。サブスロットルバル
ブ３４は、ステッピングモータ３２により正転および逆
転方向に駆動されるが、ステッピングモータ３２の回転
速度には、上限が存在するから、偏差ＤＬＴＡも、ステ
ッピングモータ３２による正常な駆動が行なわれている
限りは所定の範囲内に納まる。そこで、この場合には、
サブスロットルバルブ３４の駆動には異常がないとし
て、通常の処理（正常時処理）を行なう（ステップＳ１
５０）。本実施例では、ステッピングモータ３２による
駆動速度とばね５４により駆動速度とには、約２倍の開
きがあるので、両者を弁別することは容易である。

【００２３】一方、ステッピングモータ３２は、過負荷
などにより脱調が生じると一時的に保持トルクが失われ
ることがあり、この場合には、サブスロットルバルブ３
４はばね５４の付勢力により全開方向に急激に駆動され
る。従って、偏差ＤＬＴＡは、設定された上下限値β，
αの範囲からはずれるのである。こうした事態は、例え
ば減速ギヤが破損して、ステッピングモータ３２が空転
する場合などにも生じる。これらの場合には、サブスロ
ットルバルブ３４の駆動系に異常を生じたとして、所定
の異常時処理を行なう（ステップＳ１６０）。異常時処
理としては、サブスロットルバルブ３４の急開による吸
入空気量の増大に対処するための燃料噴射量の低減もし
くはその一時的な停止等が有効である。ステップＳ１５
０もしくは１６０の処理の後、「ＥＮＤ」に抜けて本ル
ーチンを終了する。

【００２４】以上説明したように、実施例の異常判定装
置は、ＥＦＩＥＣＵ２０により実現され、しかもサブス
ロットルＥＣＵ４０におけるサブスロットルバルブ３４
の目標開度を考慮する必要がない。従って、ＥＣＵ間の
通信異常の影響を受けることがなく、異常の判断を短時
間に行なうことが可能となる。しかも、異常の判断をＥ
ＦＩＥＣＵ２０側で行なうことができるので、異常発生
時に、エンジン２２の出力を燃料噴射量制御により容易
にコントロールすることができる。かかる異常時処理に
より、エンジン２２のオーバランを防止することができ
る。なお、点火時期制御などによるエンジントルクの低
減などを行なうことも差し支えない。更には、こうした
サブスロットルバルブ３４もしくはその駆動系の異常を
インパネ等に表示して、運転者に警報することも好適で
ある。

【００２５】次に、第２の実施例について説明する。第
２実施例のスロットルバルブ異常判定装置は、第１実施
例と同一のハードウェア構成を備え、ＥＦＩＥＣＵ２０
が行なう処理のみ異なるものである。ＥＦＩＥＣＵ２０
が実行する処理を図４ないし図６に示す。

【００２６】図４に示したスロットルアクチュエータ判
定処理ルーチンは、図３に示した処理ルーチンとほぼ同
一の処理であり、そのステップＳ２００ないし２４０
は、図３に示した処理のステップＳ１００ないし１４０
と同一である。従って、これらのステップの説明は省略
する。図４に示した処理ルーチンでは、サブスロットル
バルブ３４の開度の変化量である偏差ＤＬＴＡがサブス
ロットルバルブ３４が正常な場合に取り得る上下限値
β，αの範囲外となっていると判断した場合にのみ、異
常発生の可能性があるとして、フラグＸＴＨＦに値１を
設定する処理を行なう（ステップＳ２５５）。

【００２７】一方、図５に示した経過時間カウント処理
ルーチンは、図４に示した処理とは別の割込ルーチンで
あり、フラグＸＴＨＦが値１か否かを判断し（ステップ
Ｓ２７０）、フラグＸＴＨＦが値１であれば、カウンタ
ＣＴＦＤＰを値１だけインクリメントし（ステップＳ２
８０）、そうでなければカウンタＣＴＦＤＰを値０にリ
セットする（ステップＳ２９０）。従って、サブスロッ
トルバルブ３４の開度変化が上下限値からはずれている
間、割込ルーチンによってカウンタＣＴＦＤＰをインク
リメントすることにより、その状態が継続する時間をカ
ウントするのである。

【００２８】次に、異常判定処理ルーチン（図６）を参
照しつつ、サブスロットルバルブ３４の駆動系の異常の
判定を行なう処理について説明する。このルーチンは、
３２ミリセカンド毎に割込処理として起動され、まず前
回このルーチンが実行されたときに読み込んだ吸気管負
圧ＰＭの値を前回値ＰＭ0 として設定する処理を行なう
（ステップＳ３００）。続いて、現在の吸気管負圧を読
み込み（ステップＳ３１０）、これを現在の負圧値ＰＭ
として記憶し（ステップＳ３２０）、前回値ＰＭ0 と現
在の負圧値ＰＭとの偏差ＤＬＰＭを求める処理を行なう
（ステップＳ３３０）。

【００２９】次に、フラグＸＴＨＦが値１か否かの判断
（ステップＳ３４０）、カウンタＣＴＦＤＰが所定値ｘ
以上か否かの判断（ステップＳ３５０）、偏差ＤＬＰＭ
が所定値ｐ以上か否かの判断（ステップＳ３６０）を行
なう。すべてが「ＹＥＳ」の場合、即ちサブスロットル
バルブ３４の開度変化が通常の上下限値β，αをはずれ
て所定時間以内であり、しかも吸気管負圧が一定以上変
化していると判断された場合には、異常と判断して異常
時処理を実行する（ステップＳ３７０）。異常時処理と
しては、第１実施例と同様の処理が行なわれる。その
後、フラグＸＴＨＦを値０にリセットし（ステップＳ３
８０）、「ＥＮＤ」に抜けて本ルーチンを一旦終了す
る。

【００３０】なお、フラグＸＴＨＦが値１でない場合
（ステップＳ３４０）、もしくは吸気管負圧の偏差ＤＬ
ＰＭが所定値ｐ以下の場合（ステップＳ３６０）には、
何も行なわずに「ＥＮＤ」に抜けて本ルーチンを一旦終
了する。また、カウンタＣＴＦＤＰが値ｘ以上の場合に
は（ステップＳ３５０）、サブスロットルバルブ３４の
異常が車両の挙動には影響を与えなかったとして、ステ
ップＳ３８０にて、フラグＸＴＨＦを値０にリセット
し、その後「ＥＮＤ」に抜けて、本ルーチンを終了す
る。

【００３１】以上説明した第２実施例の異常判定装置
は、第１実施例と同様、ＥＦＩＥＣＵ２０により実現さ
れ、サブスロットルＥＣＵ４０で算出するサブスロット
ルバルブ３４の目標開度を要することなく、サブスロッ
トルバルブ３４の駆動系の異常を検出することができ
る。更に、第２実施例では、単にサブスロットルバルブ
３４の移動速度が通常の制御で取り得る範囲外となった
だけでは異常時処理は行なわず、実際に吸気管負圧が急
変して、吸入空気量が急増する場合にのみ異常時処理を
行なっている。従って、ステッピングモータ３２が脱調
等を起こしてサブスロットルバルブ３４がばね５４によ
り全開方向に急激に駆動される場合でも、吸入空気量が
急増しない限り、燃料噴射量の削減などを行なうことは
ない。サブスロットルバルブ３４の開度がメインスロッ
トルバルブ３０の開度を上回っている領域（例えば、メ
インスロットルバルブ３０が全閉に近い領域）では、サ
ブスロットルバルブ３４が急激に全開方向に動いても、
吸入空気量は急増しないからである。

【００３２】次に、本発明を１弁タイプの電子制御スロ
ットルに適用した実施例について、説明する。図７は、
第３実施例のアクチュエータ異常判定装置の概略構成図
である。このアクチュエータ異常判定装置も、燃料噴射
制御を行なう電子制御装置（以下、ＥＦＩＥＣＵとい
う）７０における処理として実現されている。

【００３３】このＥＦＩＥＣＵ７０は、周知のＲＯＭ，
ＲＡＭ等を内蔵したプロセッサ（ＭＰＵ）７２と、セン
サやアクチュエータとのインタフェースを司る入出力ポ
ート７４を備える。この入出力ポート７４には、エンジ
ン７６の吸気系の上流に設けられた吸入空気量センサ７
８、スロットルバルブ８０の開度を検出するスロットル
センサ８２、スロットルバルブ８０を迂回する吸気通路
８３に設けられたアイドルスピードコントロールバルブ
８４、クランク軸の回転数を検出する回転数センサ８
６、エンジンの吸気マニホールド８８に設けられた燃料
噴射弁８９、スロットルバルブ８０の開度を調整するＤ
Ｃモータ９２、およびＤＣモータ９２とスロットルバル
ブ８０との間に設けられた電磁クラッチ９４などが接続
されている。

【００３４】ここで、電磁クラッチ９４を用いているの
は、アクチュエータとしてのＤＣモータ９２に異常を生
じた場合、電磁クラッチ９４を作動させて、スロットル
バルブ９０との機械的な接続を遮断し、スロットルバル
ブ９０をその回転軸９６に取り付けられたばね９８によ
り全閉側に駆動して、安全を確保するためである。な
お、異常判定に必要なセンサ等以外は、図７における図
示および説明を省略する。

【００３５】以上の構成を有するＥＦＩＥＣＵ７０で
は、図８に示すスロットルアクチュエータ異常判定処理
ルーチンを８ミリセカンド割込処理として、図示しない
燃料噴射制御ルーチンなどの他の処理と共に繰り返し実
行している。この処理ルーチンが起動されると、第１実
施例の図３で示したステップＳ１００ないし１４０の処
理と同一処理が実行され（ステップＳ４００ないし４４
０）、スロットルバルブ９０の開度の時間当たりの変化
量である偏差ＤＬＴＡが、ＤＣモータ９２による通常の
駆動で取り得る上下限値β，αからはずれているか否か
の判断が行なわれる。

【００３６】この偏差ＤＬＴＡが所定の上下限値β，α
の範囲に入っている場合には、異常はないとして何も行
なわずに「ＥＮＤ」に抜けて本ルーチンを一旦終了す
る。一方、この範囲に入っていない場合には、スロット
ルバルブ９０が全閉側に急激に動いており、吸入空気量
が急減していると判断し、アイドルスピードコントロー
ルバルブ８４を全開方向に開くＩＳＣＶ制御を行なう
（ステップＳ４５０）。その後、「ＥＮＤ」に抜けて本
ルーチンを終了する。

【００３７】以上のように構成された第３実施例では、
エンジン７６の燃料噴射量を制御するＥＦＩＥＣＵ７０
において、スロットルバルブ９０を駆動する駆動系の異
常を容易に検出することができる。しかも、安全サイド
である全閉側にばね９８により付勢されているため、電
磁クラッチ９４の故障，誤動作によってスロットルバル
ブ９０が急速に閉じられる場合、アイドルスピードコン
トロールバルブ８４を開いて、吸入空気量を確保してい
る。従って、エンジン７６の出力の急減は防止されると
いう効果を奏する。エンジン７６出力の急減防止は、運
転者に対する違和感の緩和のみならず、例えば下り坂の
低μ路でエンジン出力が急減した場合、エンジンブレー
キが働いた形になって生じ得るスリップ等を回避するな
ど、極めて有用である。

【００３８】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。第４実施例の異常判定装置５００は、図９に示す
ように、第３実施例（図７）の構成において、異常判定
を行なう装置をＥＦＩＥＣＵ７０から独立させたもので
あり、スロットルセンサ８２からＥＦＩＥＣＵ７０への
信号線の途中に介装されている。この異常判定装置５０
０の内部には、同図下欄に示すように、コンデンサＣ，
抵抗器Ｒで構成されスロットルセンサ８２からの信号を
微分する微分回路と、この微分後の信号を基準電圧Ｅ１
と比較するコンパレータＣＭＰと、コンパレータＣＭＰ
の出力によってセットされるフリップフロップＦ／Ｆと
が備えられている。なお、スロットルセンサ８２からの
信号は、スルーでＥＦＩＥＣＵ７０の入出力ポート７４
へ出力されている。

【００３９】異常判定装置５００は、スロットルセンサ
８２からの出力されるスロットルバルブ９０の開度に対
応した信号が急激に変化すると、その微分信号をコンパ
レータＣＭＰにより比較することで、これを検出し、フ
リップフロップＦ／Ｆをセットする。即ち、スロットル
センサ８２が、スロットルバルブ９０の異常な動きに対
応した信号を出力すると、これをフリップフロップＦ／
Ｆにセットするのである。但し、この異常判定装置５０
０は、第３実施例と異なり、異常を検出するのみであっ
て、アイドルスピードコントロールバルブ８４の制御
（ステップＳ４５０）は行なわない。この異常判定装置
５００の出力は、図示しないインパネの所定のランプに
接続して、直接運転者への警報としても良いし、ダイア
グノーシスコンピュータに入力し、ここから警報を出力
する構成としても良い。

【００４０】なお、この異常判定装置５００の出力で吸
入空気量の増加を図ることも可能である。例えば、アイ
ドルスピードコントロール用の吸気通路８３の他に、フ
ァーストアイドル専用の吸気通路とこれを開閉するファ
ーストアイドル制御バルブとを備えるエンジンにあって
は、このファーストアイドル制御バルブを電磁弁とし、
ＥＦＩＥＣＵ７０からの開閉信号と異常判定装置５００
からの出力との論理和によりファーストアイドル制御バ
ルブを開く構成とすれば、スロットルバルブ９０が急激
に全閉方向に駆動された場合、吸入空気量を増大させる
ことができる。このように、異常発生の警報のみなら
ず、吸入空気量の増加を図る構成とすることも、スロッ
トルバルブ９０の開度の急減に対処する上で好適であ
る。

【００４１】以上いくつかの実施例を挙げて本発明を説
明したが、各請求項に記載された発明は、これらの実施
例に何等限定されるものではなく、例えば請求項１に記
載の発明については、フェールセイフ側に付勢されたあ
らゆる被駆動物体を駆動するアクチュエータの異常検出
に適用可能である。また、スロットルバルブに適用する
場合には、ばね以外の部材により安全側に付勢されてい
る構成、あるいは付勢する手段がない構成でも差し支え
ない。安全側に付勢する手段がない場合でも、アクチュ
エータによる駆動速度には所定の上下限が存在するか
ら、この範囲外となった場合には、アクチュエータの異
常動作（例えば駆動電圧異常などによる高速動作等）や
センサの異常などが考えられ、これを検出することが可
能となる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載のア
クチュエータ異常判定装置は、システムにとって安全側
に付勢された被駆動物体を駆動するアクチュエータの異
常を、被駆動物体の動きを反映したパラメータのみに基
づいて検出することができるという優れた効果を奏す
る。従って、被駆動物体の目標位置や目標速度などを入
力する必要がなく、構成を簡単にし得ると共に、異常の
検出を短時間に行なうことができる。

【００４３】請求項３記載の異常判定装置は、アクチュ
エータにより駆動されるスロットルバルブの回転速度が
予め記憶した上限値を上回る場合に、アクチュエータも
しくはセンサに異常が生じたと判断するものであり、こ
の装置は、スロットルバルブの開度センサからの信号の
みに基づいて、異常を判断することができるという優れ
た効果を奏する。従って、例えば既設の装置に後から装
着することもでき、施設の有効利用を図る図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的構成を例示するブロック図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例であるアクチュエータ異常
判定装置の概略構成図である。

【図３】ＥＦＩＥＣＵ２０により実行されるスロットル
アクチュエータ異常判定処理ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図４】第２実施例におけるスロットルアクチュエータ
判定処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】同じく経過時間カウント処理ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図６】同じく異常判定処理ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図７】第３実施例としての異常判定装置の概略構成図
である。

【図８】ＥＦＩＥＣＵ７０により実行されるスロットル
アクチュエータ異常判定処理ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図９】第４実施例の異常判定装置５００の介装の様子
を示す概略構成図である。

【図１０】従来のスロットルバルブの駆動用アクチュエ
ータの異常を検出する構成を示す説明図である。

【符号の説明】 ２０…ＥＦＩＥＣＵ ２２…エンジン ２４…インテークマニホールド ２６…吸気通路 ２８…アクセル ３０…メインスロットルバルブ ３２…ステッピングモータ ３４…サブスロットルバルブ ３６…メインバルブ開度センサ ３８…サブバルブ開度センサ ４０…サブスロットルＥＣＵ ４２…ＭＰＵ ４４…入出力ポート ４６…燃料噴射バルブ ４８…ＭＰＵ ５０…入出力ポート ５２…回転軸 ５４…ばね ７０…ＥＦＩＥＣＵ ７４…入出力ポート ７６…エンジン ７８…吸入空気量センサ ８０…スロットルバルブ ８２…スロットルセンサ ８３…吸気通路 ８４…アイドルスピードコントロールバルブ ８６…回転数センサ ８８…吸気マニホールド ８９…燃料噴射弁 ９０…スロットルバルブ ９２…ＤＣモータ ９４…電磁クラッチ ９６…回転軸 ９８…ばね ５００…異常判定装置 Ｍ１…付勢手段 Ｍ２…検出手段 Ｍ３…演算手段 Ｍ４…判定手段 Ｎ１…信号入力手段 Ｎ２…速度演算手段 Ｎ３…判定手段 ＯＢ…被駆動物体 ＳＳ…スロットルバルブ開度センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のシステムにおける被駆動物体を駆
   動するアクチュエータの異常を判定する装置であって、 前記被駆動物体をシステムにとって安全側に付勢する付
   勢手段と、 該被駆動物体の動きを反映したパラメータを検出する検
   出手段と、 該パラメータから前記被駆動物体の速度もしくは加速度
   を演算する演算手段と、 該演算された速度もしくは加速度が前記アクチュエータ
   により駆動可能な値でないとき、前記アクチュエータに
   異常が生じたと判定する判定手段とを備えたアクチュエ
   ータの異常判定装置。
2. 【請求項２】 被駆動物体が内燃機関の吸入空気量を調
   整するスロットルバルブであり、 検出手段が、該スロットルバルブの回転位置を検出する
   手段である請求項１記載のアクチュエータの異常判定装
   置。
3. 【請求項３】 アクチュエータにより駆動されるスロッ
   トルバルブの開度を検出するスロットルバルブ開度セン
   サからの信号を入力する信号入力手段と、 該入力した信号を微分して、スロットルバルブの回転速
   度を演算する速度演算手段と、 該演算された速度を、予め記憶した上限値と比較し、該
   上限値を上回る場合には、前記アクチュエータもしくは
   センサに異常を生じたと判断する判定手段とを備えた異
   常判定装置。