JPS63147936A - 内燃機関用スロツトル弁制御装置 - 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〕 本発明はリンク機構を介することなくアクチュエータに
より電気的にスロットル弁壱駆動する内燃機関用スロッ
トル弁制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来この種のものとして、スロットル弁の制御装置やア
クチュエータの異常によってスロットル弁の駆動力がな
くなったときに、スロットル弁を全閉とするためのリタ
ーンスプリングが設けられている（例えば、特開昭５９
−１３１７３７号公報、特開昭６１−１０４１３４号公
報）。

〔発明が解決しようとする問題点］ ところが、上述した従来のものでは、スロットル弁を開
閉するたびにリターンスプリングが伸縮し、その劣化や
切断によりスロットル弁を全閉にする機能が失われると
、アクチュエータの駆動力を切ってもスロットル弁が全
閉にならないという問題がある。

そこで、本発明はリターンスプリングの劣化や断線を検
出し、そのときにもスロットル弁を全閉にできるように
するものである。

〔問題点を解決するための手段］ そのため本発明は第１図に示すごとく、内燃機関に吸入
される空気量を調節するスロットル弁と、このスロット
ル弁の開度を制御するための制御パラメータを検出する
スロットル弁制御用検出手段と、前記スロットル弁を所
定の開度に駆動するためのスロットル弁駆動用アクチュ
エータと、前記スロットル弁に全閉方向の力を与えるリ
ターンスプリングと、前記スロットル弁制御用検出手段
により検出された制御パラメータに応じて前記スロット
ル弁を所定の開度にするための指令信号を発生するスロ
ットル弁開度指示手段と、このスロットル弁開度指示手
段よりの指令信号に応じて前記アクチュエータを駆動さ
せるためのアクチュエータ駆動手段と、前記スロットル
弁開度指示手段の指令信号がスロットル弁全閉位置にな
ると前記アクチュエータの駆動力を断って前記リターン
スプリングの復元力により前記スロットル弁を全閉位置
に復帰させるための駆動力遮断手段と、この駆動力遮断
手段により前記アクチュエータへの駆動力が断たれてか
ら所定時間後の前記スロットル弁の開度位置が全閉か否
かによって前記リターンスプリングの異常を判別する異
常判別手段と、この異常判別手段によりリターンスプリ
ングの異常を判別すると前記スロットル弁全閉位置の指
令信号が発生した場合における前記駆動力遮断手段の動
作を無効にして前記アクチュエータによって前記スロッ
トル弁を全弁位置に駆動するための駆動力遮断無効手段
とを備える内燃機関用スロットル弁制御装置を提供する
ものである。

［作用］ これにより、スロットル弁開度指示手段の指令信号がス
ロットル弁全閉位置になると駆動力遮断手段によりアク
チュエータの駆動力を断ってリターンスプリングの復元
力によりスロットル弁を全閉位置に復帰させ、この＋う
にしてアクチェエータの駆動力が断たれてから所定時間
後にスロットル弁の開度位置が全閉か否かを異常判別手
段により判別する。そして、この異常が検出されるとス
ロットル弁全閉位置の指令信号が発生した場合における
駆動力遮断手段の動作を駆動力遮断無効手段により無効
にして、アクチュエータによってスロットル弁を全閉位
置に駆動する。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

本発明装置による具体的な各部品の結びつきの一例を第
２図に示す。エンジンｌの空気流量を制御するスロット
ル弁２は、サージタンク３の直前、に取りつけられ、吸
気管４、吸気ポート５を経て吸気弁８が開いて燃焼室９
へ空気が吸入されるとともに図示しない電子式燃料噴射
装置で制御される噴射弁７からの燃料と混合し、点火プ
ラグ１０で着火してピストン１）を押し下げ機関トルク
を生む。燃焼後のガスはピストン１）の動きに従って排
気弁１２が開いた時排気管１３、触媒コンバータ１３ａ
を通って排出される。噴射弁７の制御に必要な情報は吸
入空気量を吸気管圧力で推定するための圧力センナ１４
、エアクリーナｌａに取りつけられた吸気温センサ１５
、スロットル弁２のスロットルシャフト３３に取りつけ
られたスロットルセンサ１６、排気ガス中の酸素濃度を
検出する空燃比センサ１７、冷却水温センサ１８、イグ
ナイタ２２の点火高電圧を各気筒の点火プラグ１０に分
配するディストリビュータ２０に取りつけられた回転角
上ンサ１９等から得られる。

スロットル制御ユニット２５にもこのうち各センサ１４
，１５，１６．１８．１９の信号が人力され、さらにア
クセルペダル２６に装着されたアクセルセンサ２７から
の連続的アクセル信号２７ａ−１全閉検出信号２７ｂ、
スロットル駆動用モータ３０の全閉信号３１も入力し、
スロットル弁開度を制御する。このうちセンサ１６．２
７はポテンショメータで回転位置に応じた電圧を出力す
る。

また、スロットル制御ユニット（ＥＣＵ）２５はリター
ンスプリング異常表示用の警告灯３５の点灯制御を行う
。また、スロットルシャフト３３にはリターンスプリン
グ３４が取り付けられていて、スロットル駆動用モータ
３０がトルクを失ったときにスロットル弁２を全閉とす
るように構成しである。

ＥＣＵ２５は、マイクロコンピュータを中１ｃｘｃこ構
成され、その内部構成を第３図に示す。パスライン１５
０を介してＲＯＭ１０８．ＲＡＭ１ｏ７゜イグニション
（ＩＧ）スイッチ６１がＯＦＦの時もパンテリー６０か
ら専用電源回路１０５にょっ、て電流を供給されその内
容を保持するＲＡＭｌ０６、内部タイマ１０９．回転角
センサ１９がらの入力周期を計測する入力カウンタ１０
１、入力カウンタ１０１と内部タイマ１０９の内容によ
ってＣＰＵ１００に割り込みをかける割り込み制御部１
０２、及び入力ポート１０３とモータ３ｏを駆動する出
力回路１）０がデータのやりとりを行う。

入力ポート１０３には入力電圧の高低のみを入力するデ
ジタル入力ボートと、入力をＡ／Ｄ変換して８から１０
ビツトのデジタル値として入力するＡ／Ｄ変換ボートが
いくつか設けられていて、前者にてセンサ２７ｂ、３１
からの出力が、後者にはセンサ１５，２７ａ、１４，１
６．１８の出力が接続される。パンテリ６０からＩＧス
イッチ６１を通じて電源回路１０４へ約１４Ｖの電圧が
供給され、電源回路１０４ではそれを安定化した５■に
変換してＲＡＭ　１０６以外の回路へ供給する。

ハスライン１５０には出力回路１）０も接続されていて
ＣＰＵ１００から送られるデータに基づいてモータ３０
を駆動してスロットル弁２の開度を゛変える。出力回路
１）１は警告灯３５を点灯する。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

スロットル制御ユニット２５での具体的な処理の流れを
フローチャートとして第４図に示した。

この処理は例えば１０ｍｓ毎にアクセル操作量の入力処
理の後で実行される。ステップ１００でまず目標スロッ
トル弁度ＴＡがＯ（全閉）か判定し、０でなければステ
ップ１７０で通常のモータ駆動処理を行い、終了する。

ＴＡがＯのときはステップ１）０に進んで、リターンス
プリングフェイルフラグｘｒをみて、Ｘｆがセットされ
ているときはすでにリターンスプリング３４が異常であ
るからステップ１７０で通常の方法でモータを駆動する
。なお、Ｘｆは制御用ユニット２５をパンテリ６０につ
ないだ後の初期化、すなわちＲＡＭ　Ｉ　Ｏ６の初期化
でリセントされる。Ｘｆがリセントされているときはス
テップ１２０に進んでモータ３０の駆動電源を切って、
リターンスプリング３４の力でスロットル弁２を全閉状
態とする。次にステップ１３０に進んで所定時間、すな
わちスロットル弁２の慣性と正常なリターンスプリング
３・１との力の関係から定まる全閉までの時間待ってか
らステップ１４０に進んで実際にスロットル弁２が全閉
となっているかを判定し、全閉ならばそのまま終了し、
そうでなければＸｒをセントじてがらモータ３０でスロ
ットル弁２をスロットル全閉位置センサ３１で検出され
る全閉位置まで駆動する。

第５図は異常対策用のモジュールで、たとえば１００ｍ
ｓ毎に起動される。ここではＸｒがセットされていれば
警告灯３５を点灯し、運転者にリターンスプリング３４
が異常であることを知らせる。また、リターンスプリン
グ３４の修理後、制御ユニント２５を一時的にバッテリ
６０から切りはなせば、次の初期化でＸｆはりセントさ
れる。

なお、ステップ１３０で所定時間待つと述べたが、これ
は処理の概念を示したものであって、実際に例えばむだ
時間ループとして知られる処理を行うのでなく、所定時
間後に割り込みを発生するよう設定し、その割り込みに
よってステップ１４０以下の処理を再開し、その間他の
処理を行うなどの構成にしても問題はない。

こうしてリターンスプリング３４がいったんフェイルと
判定されれば修理完ｒまでＸｆはセットしたままとする
のが望ましい。即ち、リターンスプリング３４が弱って
きたときは全閉になったりならなかったりを繰り返すこ
とが予測されるからである。従って、Ｘｆはスロットル
弁制御ユニット２５のＲＡＭ１０６内に格納するのがよ
い。

以上のようにしてスロットル弁制御装置を構成するうえ
で極めて重要な問題であったリターンスプリング３４と
の２重故障が解消され、本構成によって初めて車両の安
全性が確保されるといえる。

なお、第４図図示のステップ１２０におけるモータ駆動
電源の遮断は、ステップ１４０にてスロットル弁２が全
閉か否かの判定が終了するまでの所定時間のみ実行する
ようにしてもよい。

また、第４図のステップ１００と１）０との間に第６図
に示すごとく、前回の目標スロットル開度が所定値（例
えば５°）以上かを判定するステップ１）１を追加し、
前回の目標スロットル開度が所定値以上のときのみステ
ップ１）０に進み、所定開度未満のときにはステップ１
７０に進むようにしてもよい。

さらに、第４図のステップ１００と１）０との間に第７
図に示すごとく、前回ステップ１２０を実行してから、
所定時間、所定エンジン回転数、所定走行距離のうち１
つの間隔ａを経過したかを判定するステップ１）２を追
加しく第６図のステップ１）１を併用してもよい）、所
定の間隔ａを経過したときのみステップ１）０に進み、
所定の間隔ａを経過していないときにはステップ１７０
に進むようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、スロットル弁全閉
位置の指令信号が発生するとアクチュエータの駆動力を
断ってリターンスプリングの復元力によりスロットル弁
を全閉位置に復帰させ、その後にスロットル弁の開度位
置が全閉か否かを判別することによって、リターンスプ
リングの劣化や断線を確実に検出することができるのみ
ならず、異常が検出されるとスロットル弁全閉位置の指
令信号が発生した場合にアクチュエータによってスロッ
トル弁を全閉位置に駆動して、リターンスプリングが劣
化や断線したときにもスロットル弁を確実に全閉位置に
駆動することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特許請求の範囲対応図、第２図は本発
明装置の一実施例を示す部分断面構成図、第３図は第２
図図示装置におけるスロットル制御ユニットの詳細ブロ
ック図、第４図および第５図は第２図図示装置の作動説
明に供するフローチャート、第６図および第７図は第４
図図示フローチャートの他の実施例を示す要部のフロー
チャートである。 ｌ・・・エンジン、２・・・スロットル弁、１４・・・
圧力センサ、１５・・・吸気温センサ、１６・・・スロ
ットルセンサ、１８・・・冷却水温センサ、１９・・・
回転角センサ、３４・・・リターンスプリング、２５・
・・スロットル制御ユニット、３０・・・スロットル弁
駆動用モータ、３１・・・スロントル全閉位置センサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関に吸入される空気量を調節するスロット
   ル弁と、このスロットル弁の開度を制御するための制御
   パラメータを検出するスロットル弁制御用検出手段と、
   前記スロットル弁を所定の開度に駆動するためのスロッ
   トル弁駆動用アクチュエータと、前記スロットル弁に全
   閉方向の力を与えるリターンスプリングと、前記スロッ
   トル弁制御用検出手段により検出された制御パラメータ
   に応じて前記スロットル弁を所定の開度にするための指
   令信号を発生するスロットル弁開度指示手段と、このス
   ロットル弁開度指示手段よりの指令信号に応じて前記ア
   クチュエータを駆動させるためのアクチュエータ駆動手
   段と、前記スロットル弁開度指示手段の指令信号がスロ
   ットル弁全閉位置になると前記アクチュエータの駆動力
   を断って前記リターンスプリングの復元力により前記ス
   ロットル弁を全閉位置に復帰させるための駆動力遮断手
   段と、この駆動力遮断手段により前記アクチュエータへ
   の駆動力が断たれてから所定時間後の前記スロットル弁
   の開度位置が全閉か否かによって前記リターンスプリン
   グの異常を判別する異常判別手段と、この異常判別手段
   によりリターンスプリングの異常を判別すると前記スロ
   ットル弁全閉位置の指令信号が発生した場合における前
   記駆動力遮断手段の動作を無効にして前記アクチュエー
   タによって前記スロットル弁を全弁位置に駆動するため
   の駆動力遮断無効手段とを備える内燃機関用スロットル
   弁制御装置。
2. （２）前記駆動力遮断手段は、前記スロットル弁全閉位
   置の指令信号が発生してから所定時間だけ前記アクチュ
   エータの駆動力を断つものである特許請求の範囲第１項
   記載の内燃機関用スロットル弁制御装置。