JP2024092501A - アイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置及び故障判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に機械的な故障判定が可能なアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置及び故障判定方法を提供する。
【解決手段】内燃機関１の吸気通路１７に備えられるスロットルバルブ２０のバイパス路２２に配置され、内燃機関１のアイドル状態での実回転速度を目標アイドル回転速度にするためのフィードバック補正値であるＩＳＣ補正値Ｃｄisc（Ｃｓisc）に基づいて開度が制御されるＤＳＶ２３（ＳＴＭ７０）において、ＤＳＶ２３（ＳＴＭ７０）の故障を判定する故障判定装置及び故障判定方法であって、故障判定装置は、内燃機関１のアイドル状態において、ＩＳＣ補正値Ｃｄisc（Ｃｓisc）と、エンジン回転速度Ｎとに基づいて、ＤＳＶ２３（ＳＴＭ７０）の機械的故障を判定する故障判定部６６を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のアイドル時の吸気量を制御するアイドルスピードコントロールバルブの故障判定技術に関する。

内燃機関の吸気通路には、スロットルバルブやアイドルスピードコントロールバルブのように、吸気量を制御するデバイスが備えられている。更に、内燃機関の多くには、吸気量を制御するデバイスの故障判定装置が備えられている。
例えば、特許文献１には、スロットルバルブの上流側と下流側とを接続するバイパス路に設けられたアイドルスピードコントコントロールバルブの故障判定技術が開示されている。特許文献１では、スロットルバルブの開度が所定範囲内（例えば全閉領域）の場合で、且つスロットルバルブの下流側の吸気圧が所定の閾値と比較して小さいときに、アイドルスピードコントコントロールバルブが異常であると判定する。

特開２０１２-１５４３２１号公報

例えば自動２輪車に使用されるスロットルバルブのような手動のスロットルバルブでは、自動的にスロットルバルブを作動させることができず、容易にアイドルスピードコントロールバルブの故障を判定することが困難である。特に、手動のスロットルバルブに備えられたアイドルスピードコントロールバルブに適用できるとともに、開固着や閉固着のようにアイドルスピードコントロールバルブの機械的故障を判定可能な故障判定装置及び故障判定方法が要求されている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、アイドルスピードコントロールバルブの機械的な故障を容易に判定できる故障判定装置及び故障判定方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置は、内燃機関の吸気通路に備えられるスロットルバルブのバイパス路に配置され、前記内燃機関のアイドル状態での実回転速度を目標アイドル回転速度にするためのフィードバック補正値であるアイドルスピードコントロール補正値に基づいて開度が制御されるアイドルスピードコントロールバルブにおいて、前記アイドルスピードコントロールバルブの故障を判定する故障判定装置であって、前記内燃機関のアイドル状態において、前記アイドルスピードコントロール補正値と、前記内燃機関の回転速度とに基づいて、前記アイドルスピードコントロールバルブの機械的故障を判定する故障判定部を有することを特徴とする。

好ましくは、前記アイドルスピードコントロールバルブはデューティソレノイドバルブであって、前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が第１所定値以下の場合に、前記アイドルスピードコントロールバルブが開固着故障、または前記バイパス路を過剰に吸気量が通過している状態である空気量過剰状態故障であることを判定するとよい。

好ましくは、前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が第１所定値以下であって、かつ前記内燃機関の回転速度が第１所定回転速度以上の場合には、前記開固着故障と判定し、前記アイドルスピードコントロール補正値が第１所定値以下であって、かつ前記内燃機関の回転速度が第１所定回転速度未満の場合には、前記空気量過剰状態故障と判定するとよい。

好ましくは、前記アイドルスピードコントロールバルブはデューティソレノイドバルブであって、前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が第２所定値以上である場合には、前記バイパス路を通過する吸気量が不足状態である空気量不足状態故障であることを判定するとよい。

好ましくは、前記アイドルスピードコントロールバルブは、前記バイパス路の開度を調整するバルブをステッピングモータで駆動するステッピングモータバルブであって、前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が第３所定値以下の場合に、前記バイパス路を過剰に吸気量が通過している状態である空気量過剰状態故障であるとよい。

好ましくは、前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が前記第３所定値より低い第４所定値以下の場合に、前記アイドルスピードコントロールバルブが開固着故障であると判定するとよい。

好ましくは、前記アイドルスピードコントロールバルブは、前記バイパス路の開度を調整するバルブをステッピングモータで駆動するステッピングモータバルブであって、前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が第５所定値以上である場合には、前記バイパス路を通過する吸気量が不足状態である空気量不足状態故障であることを判定するとよい。

好ましくは、前記内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧検出部を備え、前記故障判定部は、前記内燃機関の始動が不能であって、前記吸気圧が所定圧力未満である場合には、前記アイドルスピードコントロールバルブが閉固着故障であると判定するとよい。

本発明のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定方法は、内燃機関の吸気通路に備えられるスロットルバルブのバイパス路に配置され、前記内燃機関のアイドル状態での実回転速度を目標アイドル回転速度にするためのフィードバック補正値であるアイドルスピードコントロール補正値に基づいて開度が制御されるアイドルスピードコントロールバルブにおいて、前記アイドルスピードコントロールバルブの故障を判定する故障判定方法であって、前記内燃機関のアイドル状態において、前記アイドルスピードコントロール補正値と、前記内燃機関の回転速度と、に基づいて前記アイドルスピードコントロールバルブの機械的故障を判定することを特徴とする。

本発明のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置及び故障判定方法によれば、アイドル時の実回転速度を目標アイドル回転速度に制御するためのアイドルスピードコントロール補正値が、所定範囲を逸脱している場合にアイドルスピードコントロールバルブの故障を判定することができる。アイドルスピードコントロール補正値を利用することで、スロットルバルブの作動制御値を使用せずに、手動式のスロットルバルブに備えられたアイドルスピードコントロールバルブにおいても容易に故障判定をすることができるとともに、アイドルスピードコントロールバルブの開固着や閉固着のような機械的な故障を判定することができる。

本発明の一実施形態の故障判定装置を適用するアイドルスピードコントロールバルブを採用した車両の内燃機関の構成図である。 ＤＳＶの開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御の制御手順を示すフローチャートである。 ＤＳＶの閉固着判定及び吸気量不足故障判定制御の制御手順を示すフローチャートである。 ＤＳＶの故障判定領域を示す説明図である。 ＳＴＭの開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御の制御手順を示すフローチャートである。 ＳＴＭの閉固着判定及び吸気量不足故障判定制御の制御手順を示すフローチャートである。 ＳＴＭの故障判定領域を示す説明図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置を備えた内燃機関１の構成図である。

本発明の一実施形態のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置は、例えば自動２輪車（以下、車両という）に備えられた内燃機関１のアイドルスピードコントロールバルブ２３に対して適用される。

図１に示すように、本実施形態を適用する内燃機関１は、吸気ポート２に吸気バルブ３、排気ポート４に排気バルブ５を備えるとともに、燃料タンク６から燃料ポンプ７によって供給された燃料を吸気ポート２内に噴射するインジェクタ８と、燃焼室９内に火花を発生させる点火プラグ１０を備えた点火式のガソリンエンジンである。
内燃機関１の排気通路１１には、排気浄化触媒１３（３元触媒）が備えられている。排気通路１１には、排気浄化触媒１３を挟んで上流側Ｏ２センサ１５、下流側Ｏ２センサ１６を備えている。下流側Ｏ２センサ１６には、低温時に活性化させるためのヒータが備えられている。

スロットルバルブ２０は、エアクリーナ２１と内燃機関１の吸気ポート２との間に設けられている。スロットルバルブ２０は、車両の図示しないスロットルとワイヤ等で接続され、機械的に駆動するマニュアルバルブである。
また、内燃機関１の吸気通路１７にはスロットルバルブ２０の弁体をバイパスするバイパス路２２が備えられるとともにバイパス路２２を開閉するアイドルスピードコントロールバルブとしてＤＳＶ２３が備えられている。ＤＳＶ２３は、デューティ比の制御にとより開度を制御するデューティソレノイドバルブである。

スロットルバルブ２０と吸気バルブ３との間の吸気通路１７には、燃料タンク６内の蒸発ガスを排出するブローバイガス路２４が設けられ、ブローバイガス路２４にはキャニスタ２５が介装されている。
更に、本実施形態の内燃機関１の駆動軸に、スタータを兼ねたＡＣジェネレータ２６が備えられている。ＡＣジェネレータ２６は、スタータコントロールユニット２７によって作動制御される。

車両には、イグニッションスイッチ３０、サイドスタンドスイッチ３１、燃料残量警告スイッチ３２、キルスイッチ３３が備えられている。更に、車両に備えられたエンジン回転速度メータ等を有する表示部３６には、燃料残量警告灯３７、誤動作表示ランプ３８が備えられている。

内燃機関１は、メインコントロールユニット５０（制御部）によって作動制御される。

メインコントロールユニット５０は、出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等から構成されている。メインコントロールユニット５０は、バッテリ５１から電力が供給されて駆動し、クランクポジションセンサ５２よりクランク角、エンジン温度センサ５３よりエンジン温度、後述する吸気センサユニット６０（吸気圧検出部）より吸気温度、吸気圧、スロットルバルブ２０の開度、上流側Ｏ２センサ１５及び下流側Ｏ２センサ１６より酸素濃度等を入力するとともに、イグニッションスイッチ３０及び上記各種スイッチの操作信号を入力する。そして、メインコントロールユニット５０は、入力した各種情報に基づいて、インジェクタ８、点火プラグ１０、スロットルバルブ２０、ＤＳＶ（デューティソレノイドバルブ）２３、下流側Ｏ２センサ１６のヒータ等を作動制御するとともに、燃料残量警告灯３７及び誤動作表示ランプ３８を作動制御する。

スロットルバルブ２０は、バルブボディ内にバイパス路２２を有するとともに、ＤＳＶ２３と吸気センサユニット６０（センサユニット）とが備えられてスロットルバルブユニット５９を構成している。

吸気センサユニット６０は、図示しないスロットルポジションセンサ、吸気菅内圧力センサ及び吸気温度センサをまとめてユニット化して構成されている。

吸気センサユニット６０は、スロットルバルブ２０のバルブボディに、ボルト等によって着脱可能に固定されている。

また、メインコントロールユニット５０には、アイドル時のエンジン回転速度（内燃機関１の回転速度）を制御するために、ＤＳＶ２３の開度を補正する補正制御を行うアイドル制御部６５を備えている。

アイドル制御部６５は、アイドル時のエンジン回転速度を入力し、アイドル時のエンジン回転速度が所定の目標アイドル回転速度に維持されるように、ＤＳＶ２３の開度を制御する制御値であるＩＳＣ補正値を演算して、ＩＳＣ補正値に基づいてＤＳＶ２３の開度をフィードバック制御する。ＩＳＣ補正値を低下させることでエンジン回転速度は低下し、ＩＳＣ補正値を増加させることでエンジン回転速度が上昇する。

更に、メインコントロールユニット５０には、ＤＳＶ等のアイドルスピードコントロールバルブ２３の故障判定制御を行う故障判定部６６（故障判定装置）を備えている。

次に、ＤＳＶ２３の故障判定制御について説明する。図２は、ＤＳＶ２３の開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御の制御手順を示すフローチャートである。図３は、ＤＳＶ２３の閉固着判定及び吸気量不足故障判定制御の制御手順を示すフローチャートである。図４は、ＤＳＶ２３の故障判定領域を示す説明図である。

図２に示す開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御及び図３に示す閉固着判定及び吸気量不足故障判定制御は、イグニッションスイッチ３０のオン直後のアイドル運転時に順次行われる。

図２に示すように、ＤＳＶ２３の開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御は、イグニッションスイッチ３０のＯＮにより開始し、始めにステップＳ１０では、ＤＳＶ出力ピンは正常か否かを判別する。ＤＳＶ２３の出力ピンが正常であるか否かは、例えば、ＤＳＶ２３の出力が正常時においての出力範囲内であるか否かによって判別すればよい。ＤＳＶ２３の出力ピンが正常である場合には、ステップＳ２０に進む。ＤＳＶ２３の出力ピンが異常である場合には、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２０では、内燃機関１を始動させる。そしてステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、内燃機関１が始動完了したか否かを判別する。例えばエンジン回転速度Ｎ（rpm）を入力し、エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ1以上である場合にエンジン始動完了したと判定すればよい。所定値Ｎ1は、例えばエンジンが作動状態である場合の最低値付近に設定すればよい。エンジン始動完了した場合には、ステップＳ４０に進む。エンジン始動完了していない場合には、本ルーチンを終了する。

ステップＳ４０では、エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ2以上であるか否かを判別する。所定値Ｎ2は、車両減速時に燃料カットするエンジン回転速度の閾値に設定すればよい。エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ2以上である場合には、ステップＳ５０に進む。エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ2未満である場合には、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ５０では、適宜設定された所定時間内で燃料カットされた回数ｎｃが適宜設定された所定値ｎｃ1以上であるか否かを判別する。燃料カットされた回数ｎｃが所定値ｎｃ1以上である場合にはステップＳ６０に進む。燃料カットされた回数ｎｃが所定値ｎｃ1未満である場合には、ステップＳ５０を繰り返す。

ステップＳ６０では、強制ＩＳＣを実行する、即ちＩＳＣ補正値Ｃｄiscを強制的に低下させる。そして、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０では、ＩＳＣ補正値ＣｄiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｄisc１（第１所定値）以下であるか否かを判別する。ＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｄisc１は、ＤＳＶ２３の異常時（ＤＳＶ開固着または空気量過剰）であることを判定するための閾値であり、正常時におけるＩＳＣ補正値Ｃｄiscの下限値付近に設定すればよい。ＩＳＣ補正値ＣｄiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｄisc１以下である場合には、ステップＳ８０に進む。ＩＳＣ補正値ＣｄiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｄisc１より大きい合には、本ルーチンを終了する。

ステップＳ８０では、エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ3（第１所定回転速度）以上であるか否かを判定する。所定値Ｎ3は、アイドル時の回転速度の許容範囲の上限値付近に適宜設定すればよい。エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ3以上である場合には、ステップＳ９０に進む。エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ3未満である場合には、ステップＳ１００に進む。

ステップＳ９０では、ＤＳＶ２３が開固着している開固着故障判定をする。そして、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１００では、ＤＳＶ２３の故障により空気量が過剰状態である空気量過剰故障判定をする。なお、空気量過剰故障判定では、エンジン回転速度Ｎは目標アイドル回転数の許容範囲内に維持されている。そして、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０では、エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ4以上であることが適宜設定された所定時間継続しているか否かを判別する。所定値Ｎ4は、所定値Ｎ2以下の値に適宜設定すればよい。エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ4以上であることが所定時間継続している場合には、ステップＳ６０に進む。エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ4以上であることが所定時間継続していない場合には、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１２０では、ＤＳＶ２３が天絡または地絡または断線している故障状態であると判定する。そして、本ルーチンを終了する。

図３に示すように、ＤＳＶ２３の閉固着判定及び吸気量不足故障判定制御は、図２に示す上記ＤＳＶ２３の開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御におけるステップＳ１０～３０及びステップＳ１２０は同一である。ステップＳ３０において、エンジン始動完了している場合には、ステップＳ２００に進む。エンジン始動完了していない場合には、ステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２００では、エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ5以下であるか否かを判別する。所定値Ｎ5は、アイドル時の回転速度の許容範囲の下限値付近に適宜設定すればよい。エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ5以下である場合には、ステップＳ２１０に進む。エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ5より大きい場合には本ルーチンを終了する。

ステップＳ２１０では、エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ5以下であることが適宜設定された所定時間以上継続したか否かを判別する。エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ5以下であることが所定時間以上継続した場合にはステップＳ２２０に進む。エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ5以下であることが所定時間以上継続していない場合には、本ルーチンを繰り返す。

ステップＳ２２０では、強制ＩＳＣを実行する、本ステップではＩＳＣ補正値Ｃｄiscを強制的に増加させる。そして、ステップＳ２３０に進む。

ステップＳ２３０では、ＤＳＶ２３のＤuty値が所定値Ｄ1以下であるか否かを判別する。所定値Ｄ1は、アイドル時に空気量不足となるようなＤuty値の下限値付近に設定すればよい。ＤＳＶ２３のＤuty値が所定値Ｄ1以下である場合には、本ルーチンを終了する。ＤＳＶ２３のＤuty値が所定値Ｄ1より大きい場合には、ステップＳ２４０に進む。

なお、ＤＳＶ２３のＤuty値は、ＩＳＣ補正値Ｃｄiscが増加するに伴って増加するものである。したがって、本ステップはＩＳＣ補正値ＣｄiscがＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｄisc2（第２所定値）以下であるか否かを判別することに相当する。

ステップＳ２４０では、ＤＳＶ２３の故障により空気量が不足状態である空気量不足故障判定をする。なお、空気量不足故障判定では、エンジン回転速度Ｎは目標アイドル回転速度の許容範囲内に維持されている。そして、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２５０では、吸気センサユニット６０より吸気通路１７内の圧力を入力し、吸気通路内ボトム圧（負圧）が正常時の値（正常範囲）未満であるか否かを判別する。吸気通路内ボトム圧が正常範囲未満である場合には、ステップＳ２６０に進む。吸気通路内ボトム圧が正常範囲内である場合には、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２６０では、イグニッションスイッチ３０のオンからの内燃機関１の始動不能回数が適宜設定された所定回数以上であるか否かを判別する。内燃機関１の始動不能回数が所定回数以上である場合には、ステップＳ２７０に進む。内燃機関１の始動不能回数が所定回数未満である場合には、ステップＳ２６０を繰り返す。

ステップＳ２７０では、ＤＳＶ２３が閉固着している閉固着故障判定をする。そして、本ルーチンを終了する。

以上のように、本実施形態では、内燃機関１の始動時におけるアイドル時において、ＩＳＣ補正値Ｃｄiscとエンジン回転速度Ｎ（内燃機関１の回転速度）に基づいて、ＤＳＶ２３の故障判定を行う。

図４に示すように、ＩＳＣ補正値ＣｄiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｄisc1以下の場合にＤＳＶ２３が故障であると判定する。更にエンジン回転速度Ｎが目標アイドル回転速度の上限値付近に設定された所定値Ｎ3以上である場合、即ちＩＳＣ補正値Ｃｄiscが大幅に低下し、それでもエンジン回転速度Ｎが目標アイドル回転数の許容範囲より高い場合には、ＤＳＶ２３は開固着状態であると判定する。またエンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ3未満である場合、即ちエンジン回転速度Ｎが目標アイドル回転速度の許容範囲内であるものの、ＩＳＣ補正値Ｃｄiscが大幅に低下している場合には、空気量過剰状態であると判定する。

また、ＩＳＣ補正値ＣｄiscがＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｄisc2以上の場合にＤＳＶ２３が故障状態（空気量不足状態あるいは閉固着状態）であると判定する。但し、ＤＳＶ２３が閉固着状態であると始動できないので、吸気菅内ボトム圧が正常範囲未満であることと始動不能回数が数回以上になった場合に、ＤＳＶ２３が開固着状態であると判定する。

本実施形態に係る内燃機関１には、吸気通路１７に設けられたスロットルバルブ２０をバイパスするバイパス路２２の開度を調整してアイドル時の吸気量を調整するアイドルスピードコントロールバルブとしてＤＳＶ２３が備えられており、アイドル時の実回転速度を目標アイドル回転速度になるようにフィードバック制御を行うアイドル制御部６５が備えられている。

本実施形態では、アイドルスピードコントロールバルブがＤＳＶ２３（デューティソレノイドバルブ）であることから、アイドル制御部６５におけるフィードバック制御値であるＩＳＣ補正値Ｃｄiscが増加することでＤＳＶ２３のＤｕｔｙ比が増加するように制御される。

本実施形態では、このアイドル制御部６５において演算される実回転速度と目標アイドル回転速度との差に基づくＩＳＣ補正値Ｃｄisc（アイドルスピードコントロール補正値）を利用して、ＤＳＶ２３の故障判定を行う。

故障判定部６６は、ＩＳＣ補正値ＣｄiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｄisc1（第１所定値）以下の場合に、ＤＳＶ２３が開固着故障またはバイパス路２２を過剰に吸気が通過している状態である空気量過剰状態故障であると判定する。これは、アイドル時のエンジン回転速度Ｎを低下させるようにＩＳＣ補正値Ｃｄiscが低下している状態であり、このＩＳＣ補正値Ｃｄiscが許容範囲の下限値であるＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｄisc1以下に低下している状態である。このような場合にはＤＳＶ２３が開固着故障、またはバイパス路を過剰に吸気量が通過している状態である空気量過剰状態故障であると判定することができる。

更に、ＩＳＣ補正値ＣｄiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｄisc1（第１所定値）以下であって、かつエンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ3（第１所定回転速度）以上の場合には、開固着故障と判定し、ＩＳＣ補正値ＣｄiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｄisc1以下であって、かつ内燃機関１の回転速度が第１所定回転速度未満の場合には、空気量過剰状態故障と判定する。

このように、ＩＳＣ補正値Ｃｄiscとエンジン回転速度Ｎとを用いることで、アイドル時のエンジン回転速度Ｎを目標回転速度に制御できない開固着故障状態と、アイドル時のエンジン回転速度Ｎを目標回転速度に制御できるものの中間開度で固着あるいは閉状態に制御できないような空気量過剰状態故障とに判別することができる。

また、ＩＳＣ補正値ＣｄiscがＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｄisc2（第２所定値）以上である場合には、バイパス路２２を通過する吸気量が不足状態である空気量不足状態故障であることを判定する。これは、アイドル時のエンジン回転速度Ｎを上昇させるようにＩＳＣ補正値Ｃｄiscが増加している状態であり、このＩＳＣ補正値Ｃｄiscが許容範囲の上限値であるＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｄisc2以上に上昇している状態である。このような場合にはバイパス路２２を通過する吸気量が不足している状態である空気量不足状態故障であると判定することができる。

また、内燃機関１が始動できず、吸気圧が正常範囲より低い場合には、ＤＳＶ２３が閉固着状態であると判定することができる。

以上のように、本実施形態では、ＩＳＣ補正値Ｃｄiscを使用することでＤＳＶ２３の機械的な故障状態を容易に判定することができる。また、エンジン回転速度Ｎを合わせて使用することで、開固着故障と空気量過剰状態故障とを区別することができる。

次に、ステッピングモータで駆動するステッピングモータバルブ（以下、ＳＴＭ７０という）をアイドルスピードコントロールバルブとした使用した内燃機関１において、ＳＴＭ７０の故障判定制御について説明する。なお、ＳＴＭ７０は、ステップ数が増加することで開度が増加し、ステップ数が減少することで開度が低下する。更に、ＳＴＭ７０は、機械的にステップ値の上限値及び下限値を有している。ＳＴＭ７０におけるＩＳＣ補正値をＣｓiscとする。

図５は、ＳＴＭ７０の開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御の制御手順を示すフローチャートである。図６は、ＳＴＭ７０の閉固着判定及び吸気量不足故障判定制御の制御手順を示すフローチャートである。図７は、ＳＴＭ７０の故障判定領域を示す説明図である。

図５に示す開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御及び図６に示す閉固着判定及び吸気量不足故障判定制御は、イグニッションスイッチ３０のオン直後のアイドル運転時に順次行われる。

以下、上記ＤＳＶ２３の開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御、及び閉固着判定及び吸気量不足故障判定制御と異なる点のみ説明する。

図５に示すように、ＳＴＭ７０の開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御は、図２に示すＤＳＶ２３の開固着判定及び吸気量過剰故障判定制御のステップＳ６０の後にステップＳ３００に進む。

ステップＳ３００では、ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｓisc１（第１所定値）以下であるか否かを判別する。ＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｓisc１は、ＳＴＭ７０の異常時（ＳＴＭ開固着または空気量過剰）であることを判定するための閾値であり、正常時におけるＩＳＣ補正値Ｃｓiscの下限値付近に設定すればよい。ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｓisc１以下である場合には、ステップＳ３１０に進む。ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｓisc１より大きい場合には、本ルーチンを終了する。

ステップＳ３１０では、ＳＴＭ７０のステップ値が機械的なリミット値に到達したか（以下であるか）否かを判別する。ＳＴＭ７０のステップ値が機械的なリミット値以下である場合には、ステップＳ３２０に進む。ＳＴＭ７０のステップ値が機械的なリミット値より大きい場合には、ステップＳ３３０に進む。

ステップＳ３２０では、ＳＴＭ７０が開固着している開固着故障判定をする。そして、本ルーチンを終了する。

ステップＳ３３０では、ＳＴＭ７０の故障により空気量が過剰状態である空気量過剰故障判定をする。なお、空気量過剰故障判定では、エンジン回転速度Ｎは目標アイドル回転速度の許容範囲内に維持されている。そして、本ルーチンを終了する。

図６に示すように、ＳＴＭ７０の閉固着判定及び吸気量不足故障判定制御は、図３に示す上記ＤＳＶ２３の閉固着判定及び吸気量不足故障判定制御におけるステップＳ１０～３０、ステップＳ１２０、Ｓ２５０、Ｓ２６０は同一である。ステップＳ３０において、エンジン始動完了している場合には、ステップＳ４００に進む。

ステップＳ４００では、ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｓisc2（第２所定値）以上であるか否かを判別する。ＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｓisc2は、ＳＴＭ７０の異常時（ＳＴＭ閉固着または空気量不足）であることを判定するための閾値であり、正常時におけるＩＳＣ補正値の上限値付近に設定すればよい。ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｓisc2以上である場合には、ステップＳ４１０に進む。ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｓisc2未満である場合には、本ルーチンを終了する。

ステップＳ４１０では、ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｓisc2以上であることが、適宜設定された所定時間継続しているか否かを判別する。ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｓisc2以上であることが所定時間継続している場合には、ステップＳ４２０に進む。ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｓisc2以上であることが所定時間継続していない場合には、ステップＳ４１０を繰り返す。

ステップＳ４２０では、強制ＩＳＣを実行する、本ステップではＩＳＣ補正値Ｃｓiscを強制的に増加させる。そして、ステップＳ４３０に進む。

ステップＳ４３０では、ＳＴＭ７０のステップ値が機械的リミット値に到達したか（以上になったか）否かを判別する。ＳＴＭ７０のステップ値が機械的リミット値以上になった場合には、本ルーチンを終了する。ＳＴＭ７０のステップ値が機械的リミット値以上になった場合には、ステップＳ４４０に進む

ステップＳ４４０では、ＳＴＭ７０の故障により空気量が不足状態である空気量不足故障判定をする。なお、空気量不足故障判定では、エンジン回転速度Ｎは目標アイドル回転速度の許容範囲内に維持されている。そして、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２６０において、エンジンの始動不能回数が所定回数以上である場合には、ステップＳ４５０に進む。
ステップＳ４５０では、ＳＴＭ７０が閉固着している閉固着故障判定をする。そして、本ルーチンを終了する。

図７に示すように、ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｓisc1以下の場合にＳＴＭ７０が故障状態（空気量過剰状態）であると判定する。更に、ＩＳＣ補正値Ｃsiscが低下し、ＳＴＭ７０のステップ値が機械的リミット値以下になった場合にＳＴＭ７０は開固着状態であると判定する。

また、ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値の上限値以上の場合にＳＴＭ７０が空気量不足状態であると判定する。更に、ＩＳＣ補正値Ｃｓiscが上昇し、ＳＴＭ７０のステップ値が機械的リミット値（上限値）以上になった場合にＳＴＭ７０は閉固着状態であると判定する。

以上のように、本実施形態では、アイドルコントロールバルブとして、ステッピングモータにより駆動されるバルブであるＳＴＭ７０が備えられている。

本実施形態では、ＩＳＣ補正値Ｃｓiscが増加することで、ＳＴＭ７０の開度を段階的に増加させるステップ値が増加するように制御されており、アイドル時の実回転速度を目標アイドル回転速度になるようにフィードバック制御を行うアイドル制御部６５が備えられている。

本実施形態では、アイドル制御部６５において演算されるＩＳＣ補正値Ｃｓiscを利用して、ＳＴＭ７０の故障判定を行う。

故障判定部６６は、ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｓisc1（第３所定値）以下の場合に、バイパス路２２を過剰に吸気が通過している状態である空気量過剰状態故障であると判定する。これは、アイドル時のエンジン回転速度Ｎを低下させるようにＩＳＣ補正値Ｃｓiscが低下している状態であり、このＩＳＣ補正値Ｃｓiscが許容範囲の下限値であるＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｓisc1以下に低下している状態である。このような場合にはＳＴＭ７０が空気量過剰状態故障であると判定することができる。

更に、ＳＴＭ７０のステップ値が機械的なリミット値以下に到達した場合には、ＳＴＭ７０が開固着故障であると判定する。これは、アイドル時のエンジン回転速度Ｎが大幅に高くこれを目標アイドル回転速度に低下させようとＩＳＣ補正値Ｃｓiscが大幅に（ＩＳＣ補正値判定下限値Ｃｓisc1よりも低い値Ｃｓisc min(第４所定値)）以下に低下している状態である。ＩＳＣ補正値Ｃｓiscが低下するに伴ってＳＴＭ７０のステップ数が低下するが、機械的なリミット値以下に到達した場合には、ＳＴＭ７０が開固着故障であると判定することができる。

故障判定部６６は、ＩＳＣ補正値ＣｓiscがＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｓisc2（第５所定値）以上の場合に、バイパス路２２を通過する吸気量が不足状態である空気量不足状態故障であると判定する。これは、アイドル時のエンジン回転速度Ｎを上昇させるようにＩＳＣ補正値Ｃｓiscが増加している状態であり、このＩＳＣ補正値Ｃｓiscが許容範囲の上限値であるＩＳＣ補正値判定上限値Ｃｓisc2以上に上昇している状態である。このような場合にはＳＴＭ７０が空気量不足状態故障であると判定することができる。

また、内燃機関１が始動できず、吸気圧が正常範囲より低い場合には、ＳＴＭ７０が閉固着状態であると判定することができる。

以上のように、本実施形態では、ＩＳＣ補正値Ｃｓiscを使用することでＳＴＭ７０の機械的な故障状態を容易に判定することができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、各種判定用の閾値等の詳細な条件や制御について、適宜変更してもよい。

また上記実施形態では、２輪自動車の内燃機関１に備えられたＤＳＶ２３やＳＴＭ７０に対して本発明を適用したが、各種内燃機関のアイドルスピードコントロールバルブに本発明を適用することができる。

１ エンジン（内燃機関）
１７ 吸気通路
２０ スロットルバルブ
２２ バイパス路
２３ ＤＳＶ（アイドルスピードコントロールバルブ）
５０ メインコントロールユニット
６０ 吸気センサユニット（吸気圧検出部）
６５ アイドル制御部
６６ 故障判定部（故障判定装置）
７０ ＳＴＭ（アイドルスピードコントロールバルブ）

Claims (9)

1. 内燃機関の吸気通路に備えられるスロットルバルブのバイパス路に配置され、前記内燃機関のアイドル状態での実回転速度を目標アイドル回転速度にするためのフィードバック補正値であるアイドルスピードコントロール補正値に基づいて開度が制御されるアイドルスピードコントロールバルブにおいて、前記アイドルスピードコントロールバルブの故障を判定する故障判定装置であって、
   前記内燃機関のアイドル状態において、前記アイドルスピードコントロール補正値と、前記内燃機関の回転速度とに基づいて、前記アイドルスピードコントロールバルブの機械的故障を判定する故障判定部を有する
   ことを特徴とするアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置。
2. 前記アイドルスピードコントロールバルブはデューティソレノイドバルブであって、
   前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が第１所定値以下の場合に、前記アイドルスピードコントロールバルブが開固着故障、または前記バイパス路を過剰に吸気量が通過している状態である空気量過剰状態故障であることを判定する
   請求項１に記載のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置。
3. 前記故障判定部は、
   前記アイドルスピードコントロール補正値が第１所定値以下であって、かつ前記内燃機関の回転速度が第１所定回転速度以上の場合には、前記開固着故障と判定し、
   前記アイドルスピードコントロール補正値が第１所定値以下であって、かつ前記内燃機関の回転速度が第１所定回転速度未満の場合には、前記空気量過剰状態故障と判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置。
4. 前記アイドルスピードコントロールバルブはデューティソレノイドバルブであって、
   前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が第２所定値以上である場合には、前記バイパス路を通過する吸気量が不足状態である空気量不足状態故障であることを判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置。
5. 前記アイドルスピードコントロールバルブは、前記バイパス路の開度を調整するバルブをステッピングモータで駆動するステッピングモータバルブであって、
   前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が第３所定値以下の場合に、前記バイパス路を過剰に吸気量が通過している状態である空気量過剰状態故障であることを判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置。
6. 前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が前記第３所定値より低い第４所定値以下の場合に、前記アイドルスピードコントロールバルブが開固着故障であると判定する
   ことを特徴とする請求項５に記載のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置。
7. 前記アイドルスピードコントロールバルブは、前記バイパス路の開度を調整するバルブをステッピングモータで駆動するステッピングモータバルブであって、
   前記故障判定部は、前記アイドルスピードコントロール補正値が第５所定値以上である場合には、前記バイパス路を通過する吸気量が不足状態である空気量不足状態故障であることを判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置。
8. 前記内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧検出部を備え、
   前記故障判定部は、前記内燃機関の始動が不能であって、前記吸気圧が所定圧力未満である場合には、前記アイドルスピードコントロールバルブが閉固着故障であると判定する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のアイドルスピードコントロールバルブの故障判定装置。
9. 内燃機関の吸気通路に備えられるスロットルバルブのバイパス路に配置され、前記内燃機関のアイドル状態での実回転速度を目標アイドル回転速度にするためのフィードバック補正値であるアイドルスピードコントロール補正値に基づいて開度が制御されるアイドルスピードコントロールバルブにおいて、前記アイドルスピードコントロールバルブの故障を判定する故障判定方法であって、
   前記内燃機関のアイドル状態において、前記アイドルスピードコントロール補正値と、前記内燃機関の回転速度と、に基づいて前記アイドルスピードコントロールバルブの機械的故障を判定する
   ことを特徴とするアイドルスピードコントロールバルブの故障判定方法。

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