JP2000064887A - スロットル開度初期学習故障判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スロットルセンサの断線等の故障が生じている
際に、スロットル初期学習を実施すると、故障のために
学習を完了しないことがある。 【解決手段】吸気系１に取り付けられるスロットルバル
ブ２をアイドル運転状態において少なくとも機関回転数
に基づいて直接に開閉制御する開閉機構及びスロットル
バルブ２の開度を検出する開度検出器を一体的に具備す
る内燃機関において、開閉機構をアイドル回転制御時に
おける全開及び全閉となるように駆動して、その全開及
び全閉時のスロットル開度を学習するスロットル開度初
期学習時の故障を判定する方法であって、開閉機構を全
開状態と全閉状態とに作動させた際の開度検出器の出力
を検出し、開閉機構による全開及び全閉の少なくとも一
方になるように駆動している際に開度検出器の出力が無
変化状態のままあらかじめ設定された所定時間が経過し
た際に開閉機構及び開度検出器の少なくとも一方の異常
を検出し、開閉機構による全開及び全閉時の基準となる
出力を暫定的に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、主として、内燃機
関のアイドル回転をスロットルバルブを直接開閉して制
御するアイドル回転制御システムにおけるスロットル開
度初期学習故障判定方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、内燃機関のアイドル運転時のアイ
ドル回転数を目標回転数になるように、スロットルバル
ブを迂回する空気通路に設けた制御弁の開度を制御し、
空気通路に流れる空気量を調整するアイドル回転制御に
おいて、アイドル回転数と目標回転数との偏差を基準値
と比較し、この偏差が基準値を越えたときにアイドル回
転制御を実行する装置に故障が生じたと判定する故障判
定装置が知られている（例えば、特開平１０−１１０６
４８号公報）。 【０００３】また、ステッピングモータ等を有したアク
チュエータにより直接スロットルバルブの開度すなわち
スロットル開度を調整して、アイドル運転時の吸入空気
量を調整してアイドル回転を制御するとともに、スロッ
トル開度に基づいて燃料供給量を制御するものも知られ
ている。このようなアイドル回転制御のための機構を有
するものでは、制御精度を確保するために、アクチュエ
ータによる全開及び全閉状態における基準となるスロッ
トル開度でのスロットルセンサの出力を記憶しておく必
要がある。 【０００４】このために、車両製造工場内で、出荷まで
に、アクチュエータによる全開及び全閉位置における基
準出力を学習している。すなわち、このいわゆるスロッ
トル開度の初期学習は、スロットルバルブ、アクチュエ
ータ及びスロットルセンサを含むスロットルボディが内
燃機関に組み付けられた後、アクチュエータを制御する
制御装置に最初に通電されると、制御装置はアクチュエ
ータを駆動してスロットルバルブをアイドル回転制御で
要求される全開位置、つまりアクチュエータを全開駆動
状態にしてアイドル回転制御における最大開度となるま
で開成し、その開成位置を所定時間保持してスロットル
開度センサからの出力信号を安定した際に読み取り、そ
の後スロットルバルブを全閉位置まで閉成し、その閉成
位置を所定時間保持してスロットル開度センサからの出
力信号を安定した際に読み取り、それぞれ基準開度とし
て保存するものである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、スロットル
センサが断線していたり、あるいは何らか原因でアクチ
ュエータが作動しないと、上記したスロットルバルブの
初期学習が不可能なことがある。すなわち、スロットル
センサが断線していると、その出力はスロットルバルブ
がアイドル回転制御における全開に開成されても、全閉
にされても、常に同じ値となる。また、アクチュエータ
が作動しない場合にも、スロットルセンサの出力が変化
しないことになる。このような場合、初期学習ではスロ
ットルセンサの出力が安定するまで読み取らないので、
初期学習が完了しなかったり、正常な基準開度が得られ
ないことになる。したがって、この後、内燃機関を運転
すると、ドライバビリティが低下したり、排気ガスが悪
化したりした。 【０００６】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係るスロットル開度初期学習故
障判定方法は、スロットルバルブの開度を検出する開度
検出器の出力が所定時間の間変化しない状態が持続した
場合に、開閉機構及び開度検出器の少なくとも一方の異
常を判定し、スロットルバルブのアイドル回転制御にお
ける全開及び全閉時の基準となる出力を暫定的に設定す
るように構成している。 【０００８】 【発明の実施の形態】本発明は、吸気系に取り付けられ
るスロットルバルブをアイドル運転状態において少なく
とも機関回転数に基づいて直接に開閉制御する開閉機構
及びスロットルバルブの開度を検出する開度検出器を一
体的に具備する内燃機関において、開閉機構をアイドル
回転制御時における全開及び全閉となるように駆動し
て、その全開及び全閉時のスロットル開度を学習するス
ロットル開度初期学習時の故障を判定する方法であっ
て、開閉機構を全開状態と全閉状態とに作動させた際の
開度検出器の出力を検出し、開閉機構による全開及び全
閉の少なくとも一方になるように駆動している際に開度
検出器の出力が無変化状態のままあらかじめ設定された
所定時間が経過した際に開閉機構及び開度検出器の少な
くとも一方の異常を検出し、開閉機構による全開及び全
閉時の基準となる出力を暫定的に設定することを特徴と
するスロットル開度初期学習故障判定方法である。 【０００９】このような構成のものであれば、所定時間
が経過した後に開閉機構及び開度検出器の少なくとも一
方に異常を検出するので、スロットル開度の初期学習に
おいて故障が生じた際に速やかに初期学習を未完の状態
で終了することが可能になる。したがって、故障と判断
できずに初期学習に費やす無駄時間を極端に短縮するこ
とが可能になる。しかも、異常を検出した場合にはスロ
ットルバルブのアイドル回転制御における全開及び全閉
時の基準となる出力を暫定的に設定するので、そのまま
で運転されたとしてもドライバビリティの低下を防止で
きるとともに、排気ガスを良好な状態に保つことが可能
になる。 【００１０】 【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。図１に概略的に示したエンジン１００は自動
車用のもので、例えば３気筒のものである。図１には、
その１気筒分の構成を示してある。同図において、その
吸気系１には図示しないアクセルペダルに応動して開閉
するスロットルバルブ２が配設され、その下流側にはサ
ージタンク３が設けられている。このエンジン１００
は、アイドル回転制御のための吸入空気量の調整を、ス
ロットルバルブ２を迂回するバイパス通路の空気流量を
調整して行う形式のものではなく、アイドリング運転時
にスロットルバルブ２自体を直接開閉して吸入空気量を
微調整する、いわゆるスロットルバルブ直動式アイドル
回転制御方式が適用される形式のものである。 【００１１】このため、スロットルバルブ２を内蔵する
スロットルボディ１１０は、図２に模式的に示すよう
に、スロットルバルブ２を支持する回転軸１１３と、回
転軸１１３に固定されるスロットルリンク１１４及びレ
バー１１５と、レバー１１５を押動する開閉機構をなす
電動式のＩＳＣアクチュエータ１１６と、回転軸１１３
に連結されてスロットルバルブ２の開度すなわちスロッ
トル開度に対応する電気信号を出力するスロットルセン
サ１６とを備える。回転軸１１３は、スロットルバルブ
２が閉成する回転方向に付勢してある。スロットルリン
ク１１４には、アクセルワイヤ１１４ａが連結してあ
り、アクセルペダルを押圧操作することにより、アクセ
ルワイヤ１１４ａが引かれて、回転軸１１３が付勢力に
抗して回転し、スロットルバルブ２が開成するものであ
る。 【００１２】ＩＳＣアクチュエータ１１６は、モータ１
１６ａとギア装置１１６ｂとを備え、モータ１１６ａが
回転することにより、ギア装置１１６ｂを介してロッド
１１６ｃが進退作動し、モータ１１６ａが停止するとギ
ア装置１１６ｂによりその位置でロッド１１６ｃは自己
保持される構成である。このロッド１１６ｃの先端に
は、レバー１１５により押圧された際にオンとなるアイ
ドルスイッチ１１６ｄが一体的に取り付けられている。
通常、アクセルペダルが踏まれていない状態では、スロ
ットルボディ１１０の内壁との間に所定の間隙を形成し
た状態でスロットルバルブ２が閉成しており、レバー１
１５がロッド１１６ｃの先端に当接する。この場合、ロ
ッド１１６ｃが最も引き込まれた位置までに引き代を残
して保持されており、スロットルバルブ２は実質的な制
御開始位置に停止している。 【００１３】スロットルバルブ２自体は、この制御開始
位置よりさらに閉成する方向に移動することができ、Ｉ
ＳＣアクチュエータ１１６とは別に、機械的に閉成方向
への移動を停止させるストッパ（図示しない）がスロッ
トルボディ１１０の外壁に設けてある。このストッパに
てスロットルバルブ２が停止する全閉状態つまりＩＳＣ
アクチュエータ１１６の動作範囲の限界の手前で、アイ
ドルスイッチ１１６ｄはオフとなる。ＩＳＣアクチュエ
ータ１１６は、この位置からさらにロッド１１６ｃを引
き込んだところで、動作範囲の限界となる。 【００１４】サージタンク３に連通する吸気系１の吸気
マニホルド４の一方の端部近傍には、さらに燃料噴射弁
５が設けてあり、この燃料噴射弁５を、電子制御装置６
により制御するようにしている。また排気系２０には、
排気ガス中の酸素濃度を測定するためのＯ₂センサ２１
が、図示しないマフラに至るまでの管路に配設された三
元触媒２２の上流の位置に取り付けられている。このＯ
₂センサ２１からは、酸素濃度に対応して電圧信号ｈが
出力される。 【００１５】電子制御装置６は、中央演算処理装置７
と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力イ
ンターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成されている。入力インターフ
ェース９には、エンジン回転数ＮＥ、気筒判別、及びク
ランク角度基準位置を検出するためのカムポジションセ
ンサ１４から出力される回転数信号Ｎｅ、気筒判別信号
Ｇ１、及び回転角信号すなわちクランク角度基準位置信
号Ｇ２、車速を検出するための車速センサ１５から出力
される車速信号ｃ、スロットルバルブ２の開度すなわち
スロットル開度を検出するためのスロットルセンサ１６
から出力されるスロットル開度信号ｄ、スロットルバル
ブ２の閉成状態を検出するためのアイドルスイッチ１１
６ｄから出力されるＩＤＬ信号ｋ、エンジン１００の冷
却水温を検出するための水温センサ１７から出力される
水温信号ｅ、上記したＯ₂センサ２１から出力される電
圧信号ｈ等が入力される。一方、出力インターフェース
１１からは、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｆ、ス
パークプラグ１８に対してイグニッションパルスｇ、Ｉ
ＳＣアクチュエータ１１６のモータ１１６ａを駆動する
ための駆動信号ｐが、それぞれ出力されるようになって
いる。 【００１６】電子制御装置６は、スロットルセンサ１６
から出力されるスロットル開度信号ｄに基づくスロット
ル開度ＴＡとカムポジションセンサ１４から出力される
回転数信号Ｎｅに基づくエンジン回転数ＮＥとを主な情
報として基本噴射時間ＴＰすなわち基本燃料噴射量を決
定する。そして、定常時ではフィードバック制御を実行
するために、Ｏ₂センサ２１からの電圧信号ｈに基づい
て設定されるＡ／Ｆフィードバック補正係数ＦＡＦ、そ
の学習値ＫＧやその他の補正係数によりその基本噴射時
間ＴＰを補正して有効噴射時間ＴＡＵを決定し、決定し
た有効噴射時間ＴＡＵに基づく噴射量の燃料を、エンジ
ン回転に同期して噴射するプログラムが電子制御装置６
には格納してある。 【００１７】また、電子制御装置６は、吸気系１に取り
付けられるスロットルバルブ２をアイドル運転状態にお
いて少なくともエンジン回転数に基づいて直接に開閉制
御する開閉機構たるＩＳＣアクチュエータ１１６及びス
ロットルバルブ２の開度を検出する開度検出器たるスロ
ットルセンサ１６を一体的に具備するエンジン１００に
おいて、ＩＳＣアクチュエータ１１６をアイドル回転制
御における全開及び全閉となるように駆動して、その全
開及び全閉時のスロットル開度を学習するアイドル開度
初期学習時の故障を判定する方法であって、ＩＳＣアク
チュエータ１１６を全開状態と全閉状態とに作動させた
際のスロットルセンサ１６の出力を検出し、ＩＳＣアク
チュエータ１１６による全開及び全閉の少なくとも一方
になるように駆動している際にスロットルセンサ１６の
出力が無変化状態のままあらかじめ設定された所定時間
が経過した際にＩＳＣアクチュエータ１１６及びスロッ
トルセンサ１６の少なくとも一方の異常を検出し、ＩＳ
Ｃアクチュエータ１１６による全開及び全閉時の基準と
なる出力を暫定的に設定するようにプログラムしてあ
る。 【００１８】この実施例におけるアイドル回転制御プロ
グラムの概要は、図３及び４に示すようなものである。
このプログラムは、所定時間、例えば６．６７ｍ秒毎に
繰り返し実行されるものである。まず、ステップＳ１で
は、スロットル開度の初期学習（以下、スロットル初期
学習と略称する）を実施していないか否かを判定する。
スロットル初期学習は、スロットルボディ１１０がエン
ジン１００に組付けられて始めて電子制御装置６に通電
された、つまりイグニッションスイッチがオンされた際
に実施されるものである。ステップＳ２では、学習実行
カウンタが所定の学習フェイル判定時間例えば５秒が経
過したことを計時したか否かを判定する。ステップＳ３
では、スロットルバルブをアイドル回転制御における全
開状態、つまりアイドル回転制御でのＩＳＣアクチュエ
ータ１１６による最大開成状態にして全開側の学習が終
了したか否かを判定する。ここで言う全開状態とは、ア
クセルペダルを踏み込んでスロットルバルブ２を全開状
態にすることではなく、ＩＳＣアクチュエータ１１６を
全開駆動してスロットルバルブ２を最大限に開成した状
態を指す。ステップＳ４では、ＩＳＣアクチュエータ１
１６を全開方向に駆動する駆動信号を出力（ＩＳＣ全開
方向駆動出力）する。ステップＳ５では、ＩＳＣアクチ
ュエータ１１６を全閉方向に駆動する駆動信号を出力
（ＩＳＣ全閉方向駆動出力）する。 【００１９】ステップＳ６では、スロットルセンサ１６
の出力つまりスロットル開度信号ｄが変化しないか否か
を判定する。ステップＳ７では、ＩＳＣ全開方向駆動を
行ってからスロットルセンサ１６の出力が変化しない状
態が所定時間例えば２００ｍ秒経過したか否かを判定す
る。これは、スロットル開度信号ｄが安定した状態にな
ったか否かを判定するものである。ステップＳ８では、
スロットルセンサ１６の出力があらかじめ設定された上
下限ガード値の範囲内に収まっているか否かを判定す
る。ステップＳ９では、全開側の学習が完了したとし
て、全開側学習完了フラグＴＡＭＩＮＢｆｉｘをセット
（＝１）し、ＩＳＣ全開方向の駆動を停止する。 【００２０】ステップＳ１０では、スロットルセンサ１
６の出力が変化しないか否かを判定する。ステップＳ１
１では、スロットルセンサ１６の出力が変化しない状態
が所定時間例えば２００ｍ秒経過したか否か、つまり全
閉状態でスロットル開度信号ｄが安定した否を判定す
る。ステップＳ１２では、スロットルセンサ１６の出力
があらかじめ設定された上下限ガード値の範囲内に収ま
っているか否かを判定する。ステップＳ１３では、全閉
側の学習が完了したとして、全閉側学習完了フラグＴＡ
ＭＩＮＡｆｉｘをセット（＝１）し、ＩＳＣ全閉方向の
駆動を停止する。ステップＳ１４では、初期学習完了フ
ラグをセット（＝１）するとともに、初期学習フェイル
フラグをセット（＝１）する。 【００２１】このような構成において、スロットル初期
学習が未だに実施されていない場合は、学習実行カウン
タが学習フェイル判定時間を計時せず、かつ全開側の学
習が終了していないので、制御はステップＳ１〜Ｓ４を
実行し、スロットルセンサ１６の出力すなわちスロット
ル開度信号ｄが変化している間は、ステップＳ６を実行
後、別のルーチンを実行する。そして、ＩＳＣ全開方向
駆動を実施している間にスロットル開度信号ｄが安定し
て、所定時間変化しない状態で、かつ上下限ガード値の
範囲内に収まっている場合は、制御は、ステップＳ１〜
Ｓ４→Ｓ６→Ｓ７〜Ｓ９と進み、全開側の学習を完了す
る。この後、同様にして、ＩＳＣ全閉方向駆動を実行し
て、スロットル開度信号ｄが安定して、所定時間変化し
ない状態で、かつ上下限ガード値の範囲内に収まってい
る場合は、制御は、ステップＳ１〜Ｓ３→Ｓ５→Ｓ１０
〜Ｓ１３と進み、全閉側の学習を完了して、スロットル
初期学習を完了する。 【００２２】一方、例えばスロットルセンサ１６が断線
している場合は、スロットルバルブ２を変化させても、
図５に示すように、スロットル開度信号ｄは変化しない
とともに、想像線で示す正常な値とはかけ離れた上下限
ガード値の範囲内に収まらない異常な値を呈する。この
場合、スロットル初期学習が開始されてから学習フェイ
ル判定時間を経過するまでは、ステップＳ１〜Ｓ４→Ｓ
６〜Ｓ８を実行し、スロットル初期学習実施後学習フェ
イル判定時間を経過した時点で、ステップＳ１→Ｓ２→
Ｓ１４と実行して初期学習フェイルフラグをセットす
る。したがって、今回のスロットル学習制御において異
常を検出するものである。したがって、この場合には、
初期学習フェイルフラグの状態を監視して、スロットル
センサ１６の学習初期値としてあらかじめ設定した設計
中央値を暫定的に設定し、エンジン１００を運転できる
状態にするものである。なお、ＩＳＣアクチュエータ１
１６のモータ１１６ａが回転せずに、スロットル開度信
号ｄが異常を呈した場合も同様に処理され、異常が検出
される。 【００２３】このように、スロットルセンサ１６やＩＳ
Ｃアクチュエータ１１６に異常が生じている場合、スロ
ットル学習制御に要する時間が学習フェイル判定時間経
過することによりその異常を判定するので、スロットル
学習制御に無駄な時間を費やすことを防止することがで
きる。しかも、異常を判定した場合に、暫定的にスロッ
トル初期学習の学習初期値を設定するので、工場におけ
る生産ラインにおいてエンジン１００の始動が不可能に
なるといった不具合を回避することができる。さらに、
初期学習フェイルフラグを設定するので、検査ラインに
おいて異常が何であるかを的確に把握することができ、
スロットルセンサ１６及びＩＳＣアクチュエータ１１６
が不良のままで出荷されると言った不具合を防止するこ
とができる。 【００２４】なお、本発明は以上に説明した実施例に限
定されるものではない。上記実施例では、ＩＳＣＩＳＣ
アクチュエータ１１６のロッド１１６ｃが進退作動する
ものを説明したが、スロットルバルブの回転軸を回動さ
せる構成のものであってもよい。また、基本燃料噴射量
は、エンジン回転数と吸入空気量あるいは吸入空気圧と
に基づいて決定されるものであってもよい。 【００２５】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。 【００２６】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、所定時
間が経過した後に開閉機構及び開度検出器の少なくとも
一方に異常を検出するので、スロットル開度の初期学習
において故障が生じた際に速やかに初期学習を未完の状
態で終了することができる。したがって、故障と判断で
きずに初期学習に費やす無駄時間を極端に短縮すること
ができる。しかも、異常を検出した場合にはスロットル
バルブのアイドル回転制御における全開及び全閉時の基
準となる出力を暫定的に設定するので、そのままで運転
されたとしてもドライバビリティの低下を防止できると
ともに、排気ガスを良好な状態に保つことが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。 【図２】同実施例のスロットルボディの構成を模式的に
示す概略構成説明図。 【図３】同実施例の概略的な制御手順を示すフローチャ
ート。 【図４】同実施例の概略的な制御手順を示すフローチャ
ート。 【図５】同実施例の作用説明図。 【符号の説明】 １…吸気系 ２…スロットルバルブ ６…電子制御装置 ７…中央演算処理装置 ８…記憶装置 ９…入力インターフェース １１…出力インターフェース １６…スロットルセンサ １１６…ＩＳＣアクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 正朗 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 BA05 CA03 DA27 DA33 EA11 EB11 EB17 EB22 EC03 FA05 FA10 FA29 FA33 FA38 FA39 3G301 JA21 JB02 JB09 KA07 LA01 NA08 ND01 ND22 NE16 NE17 NE19 NE23 PA01Z PA07Z PA11Z PA13Z PA14Z PD03A PE01Z PE03Z PE04Z PE05Z PE08Z PF01Z

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】吸気系に取り付けられるスロットルバルブ
   をアイドル運転状態において少なくとも機関回転数に基
   づいて直接に開閉制御する開閉機構及びスロットルバル
   ブの開度を検出する開度検出器を一体的に具備する内燃
   機関において、開閉機構をアイドル回転制御時における
   全開及び全閉となるように駆動して、その全開及び全閉
   時のスロットル開度を学習するスロットル開度初期学習
   時の故障を判定する方法であって、 開閉機構を全開状態と全閉状態とに作動させた際の開度
   検出器の出力を検出し、 開閉機構による全開及び全閉の少なくとも一方になるよ
   うに駆動している際に開度検出器の出力が無変化状態の
   ままあらかじめ設定された所定時間が経過した際に開閉
   機構及び開度検出器の少なくとも一方の異常を検出し、 開閉機構による全開及び全閉時の基準となる出力を暫定
   的に設定することを特徴とするスロットル開度初期学習
   故障判定方法。