JP2993204B2 - スロットルバルブ制御装置におけるバルブ駆動不能検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスロットルバルブ制御装
置におけるバルブ駆動不能検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、スロットルバルブを開閉駆動する
アクチュエータとしてステップモータがある。図４に示
すようにスロットルバルブ１０の回動軸１１をステップ
モータ１２の回動軸１３と連結ベルト１４を介して駆動
連結させ、ステップモータ１２を正逆回転させることに
よってスロットルバルブ１０を開閉させている。前記連
結ベルト１４の一端にはスプリング１４ａが連結され、
該スプリング１４ａは常にスロットルバルブ１０が全閉
する方向に前記連結ベルト１４を引張している。従っ
て、ステップモータ１２はこのスプリング１４ａの弾性
力に抗してスロットルバルブ１０を回動させている。

【０００３】そして、このスロットルバルブ１０の開閉
制御はコントローラ１５によって行われる。コントロー
ラ１５は図示しないアクセルペダルの踏み込み量に基づ
いて決定される目標回転指令値と図示しないエンジン回
転数センサに基づいて検出されたエンジンの実際の回転
数（実回転数）とを入力し、この目標回転指令値と実回
転数とに基づいて目標開度に演算する。コントローラ１
５はスロットルバルブ１０をこの目標開度にすべくステ
ップモータ１２を回動制御する。そして、エンジンの実
回転数は目標回転指令値となるように制御される。

【０００４】また、前記スロットルバルブ１０にはその
回動軸１１にポテンショメータよりなるスロットル開度
センサ１６が連結されている。スロットル開度センサ１
６はスロットルバルブ１０の回動とともに連動し、スロ
ットルバルブ１０の実際のスロットル開度（実スロット
ル開度）を検出してコントローラ１５に出力する。そし
て、コントローラ１５はステップモータ１２に制御信号
を出力しているにもかかわらず、ステップモータ１２が
焼損、熱損等で溶着して回転不能になったり、スロット
ルバルブ１０が何らかの原因で引っ掛かったりしてスロ
ットルバルブ１０の開度が目標の開度にならない場合、
制御不能と判断する。制御不能と判断すると、コントロ
ーラ１５はエンジンの点火装置の電源を切りエンジンを
停止させるようにしている。つまり、コントローラ１５
はスロットル開度センサ１６からの検出信号に基づいて
フェールセーフ処理を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記スロッ
トル開度センサ１６は前記スロットルバルブ１０の近辺
に取り付けられるようになっている。しかしながら、車
両によってはスロットルバルブ１０の近辺にスロットル
バルブ１０の開度を検出するスロットル開度センサ１６
を取り付ける場所を確保できない場合がある。この場
合、コントローラ１０は前記したフェールセーフ処理が
できなくなる。

【０００６】また、スロットルバルブ１０の開度を検出
するスロットル開度センサ１６は高価なものであり、該
スロットル開度センサ１６を使用しないでスロットルバ
ルブ１０の開閉制御の不能を判断する方法が望まれてい
る。

【０００７】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであって、その目的はスロットルバルブの開度
を検出するスロットル開度センサを用いることなく、ス
ロットルバルブの開閉制御の不能を判断することがで
き、コストダウンを図ることができるとともに、スロッ
トル開度センサの取り付け場所に制約のあるエンジン車
両に採用することができるスロットルバルブ駆動用アク
チュエータの駆動不能検出装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明はスロットルバルブと、スロットルバルブを回動
させるバルブ駆動手段と、アクセルペダルの操作量を検
出するペダル検出センサと、エンジンの実回転数を検出
するエンジン回転数センサと、アクセルペダルの操作量
に基づいてエンジンの目標回転数を演算し、目標回転数
とその時のエンジンの実回転数とに基づいて実回転数が
目標回転数になるようにスロットルバルブの目標開度を
演算する演算手段と、前記目標開度に基づいてスロット
ルバルブを目標開度にすべく前記バルブ駆動手段を制御
する駆動制御手段とからなるスロットルバルブ制御装置
において、実回転数の上昇に基づいてスロットルバルブ
の目標開度が全閉になったとき、エンジンの実回転数と
目標回転数とで上昇偏差を求める偏差算出手段と、前記
上昇偏差が予め定めた許容偏差以上継続する継続時間を
計時する計時手段と、前記継続時間が予め定めた時間継
続したとき、スロットルバルブが駆動不能と判定する判
定手段とを備えたスロットルバルブ制御装置におけるバ
ルブ駆動不能検出装置をその要旨とする。

【０００９】

【作用】偏差算出手段は実回転数の上昇に基づいてスロ
ットルバルブの目標開度が全閉になったとき、エンジン
の実回転数と目標回転数とで上昇偏差を求める。計時手
段が計時するその上昇偏差の継続時間が予め定めた時間
経過すると、判定手段はスロットルバルブが駆動不能と
判定する。すなわち、実回転数の上昇に基づいてスロッ
トルバルブの目標開度が全閉になったとき、スロットル
バルブは駆動手段にて全閉にされることから、実回転数
は低下し上昇偏差は許容偏差未満となる。にもかかわら
ず、何らかの原因でスロットルバルブが閉じないと、上
昇偏差が許容偏差以上となる。そして、許容偏差以上の
状態が持続される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図３に基づいて説明する。図１はスロットルバルブの概
略駆動システム構成図であって、吸気管路上に設けられ
吸気量を制御するスロットルバルブ１はその回転軸２が
連結ベルト３を介してバルブ駆動手段としてのステップ
モータ４の回動軸５に駆動連結されている。そして、ス
ロットルバルブ１はそのステップモータ４が正逆回転す
ることによって開閉するようになっている。前記連結ベ
ルト３の一端にはスプリングＳが連結され、そのスプリ
ングＳは常にスロットルバルブ１が全閉する方向にベル
ト３を引張している。従って、ステップモータ４はこの
スプリングＳの弾性力に抗してスロットルバルブ１を回
動している。

【００１１】演算手段、駆動制御手段、偏差算出手段及
び判定手段としてのマイクロコンピュータよりなるコン
トローラ６はペダル検出センサ７及びエンジン回転数セ
ンサ８からの検出信号を入力する。コントローラ６はペ
ダル検出センサ７の検出信号に基づいてアクセルペダル
の踏み込み量を演算し、図示しないエンジンの目標回転
数Ｄを演算するとともに、エンジン回転数センサ８の検
出信号に基づいてエンジンの実回転数Ｒを演算する。コ
ントローラ６はこの目標回転数Ｄと実回転数Ｒとに基づ
いて実回転数Ｒが目標回転数Ｄとなるようにスロットル
バルブ１の開度（目標スロットル開度ＡＮＧ）を演算
し、その目標スロットル開度ＡＮＧをコントローラ６に
内蔵されたメモリに一旦記憶するようになっている。

【００１２】また、コントローラ６は前記ステップモー
タ４に接続され、スロットルバルブ１を前記メモリに記
憶された目標スロットル開度ＡＮＧにすべくステップモ
ータ４に回動制御信号を出力する。ステップモータ４は
回動制御信号に基づいて回動し、スロットルバルブ１を
目標スロットル開度ＡＮＧにする。すなわち、コントロ
ーラ６はエンジンの実回転数Ｒを目標回転数Ｄとなるよ
うにガバナ制御（電子ガバナ制御）する。

【００１３】さらに、コントローラ６は前記ステップモ
ータ４及び図示しないエンジンの点火装置に駆動電源を
供給する電源供給装置９に接続され、電源供給を制御す
る制御信号を出力するようになっている。また、コント
ローラ６には初期値が０となる計時手段としてのカウン
タＣＯＮが内蔵され、同カウンタＣＯＮはその内容Ｃの
加減算を行う。

【００１４】そして、コントローラ６はカウンタＣＯ
Ｎ、電源供給装置９等を制御して何らかの原因でエンジ
ン車が走行中にスロットルバルブが回動不能になったか
どうかを判定する判定処理を行うようになっている。以
下、図３に示すコントローラ６の判定処理動作を示すフ
ローチャートに従って説明する。

【００１５】今、図２に示すようにアクセルペダルの踏
み込み量が一定の状態のままで走行している場合であっ
て、エンジンに負荷がかかって実回転数Ｒが下がり、そ
の時の踏み込み量に基づく目標回転数Ｄに制御されるべ
くスロットルバルブ１の開度が目標スロットル開度ＡＮ
Ｇに開き実回転数Ｒを目標回転数Ｄに到達させた後、負
荷が抜けて実回転数Ｒが急激に上昇する。コントローラ
６はこの急激に上昇した実回転数Ｒと前記目標回転数Ｄ
とに基づいて目標スロットル開度ＡＮＧを０（スロット
ルバルブ１の開度を全閉）と演算し、目標スロット開度
ＡＮＧを０にすべくステップモータ４に制御信号を出力
する。

【００１６】そして、実回転数Ｒを目標回転数Ｄに落と
すように電子ガバナ制御している状態において、コント
ローラ６はその時の目標回転数Ｄが基準回転数ＴＨD 以
上かどうかを判断する（Ｓ１）。基準回転数ＴＨD は本
実施例では１０００ｒｐｍとし、坂道をブレーキを踏ん
で下る場合等を想定してこれを分別している。そして、
いま目標回転数Ｄが終始一定で基準回転数ＴＨD （１０
００ｒｐｍ）以上のとき、Ｓ２に移り、メモリに記憶さ
れているその時の目標スロットル開度ＡＮＧが０（全
閉）かどうか、すなわちその時のスロットルバルブ１の
開度が全閉状態に制御されアイドリング状態にあるかを
判断する。この場合、目標スロットル開度ＡＮＧが０に
なっているので、Ｓ３に移る。

【００１７】Ｓ３において、コントローラ６はその時の
実回転数Ｒと目標回転数Ｄとの上昇偏差δ（＝Ｒ−Ｄ）
を求め、その上昇偏差δが許容回転数ＴＨRD（本実施例
では５００ｒｐｍ）以上かどうか判断する。すなわち、
負荷が抜けた時点で実回転数Ｒと目標回転数Ｄとの上昇
偏差δが５００ｒｐｍ以上かどうか判断する。つまり、
負荷抜けして前記電子ガバナ制御に基づいてスロットル
バルブ１が全閉方向に制御されその上昇偏差δ未満に実
回転数Ｒが低下しているかどうか判断する。そして、例
えばＳ４が焼損、熱損等で溶着して回転不能になった
り、スロットルバルブ１が何らかの原因で引っ掛かった
りしている場合、スロットルバルブ１の開度が全閉にな
らず、実回転数Ｒは上昇し上昇偏差δが５００ｒｐｍ以
上となる。

【００１８】上昇偏差δが５００ｒｐｍ以上のとき、コ
ントローラ６はＳ４において同コントローラ６に内蔵し
た初期値が０となるカウンタＣＯＮの内容Ｃを「１」加
算した後、Ｓ５に移りカウンタの内容Ｃが０かどうか判
断する。カウンタの内容Ｃが０でないときには、Ｓ６に
移りその時のカウンタＣＯＮの内容Ｃが予め定めた基準
値ＣX に到達したかどうか判断する。この時、カウンタ
ＣＯＮの内容Ｃは基準値ＣX に到達していないので、コ
ントローラ６はバックアップ処理を行い電源供給装置９
を介してステップモータ４の駆動電流を遮断する。すな
わち、まずステップモータ４の駆動電流を遮断して、ス
プリングＳの弾性力によってはスロットルバルブ１を全
閉させ、エンジンの実回転数Ｒを落とす。

【００１９】そして、このＳ１〜Ｓ７の処理動作が繰り
返されても偏差δが許容回転数ＴＨRD以上の値を保持し
続け、カウンタＣＯＮの内容Ｃが基準値ＣX に到達する
と、コントローラ６はステップモータ４が焼損、熱損等
で溶着して回転不能又はスロットルバルブ１が何らかの
原因で引っ掛かってスロットルバルブ１の開閉制御が不
能と判定してＳ８にてエンジン停止処理を行う。コント
ローラ６のエンジン停止処理は電源供給装置９を介して
エンジンの点火装置への電源を遮断してエンジンを停止
させる。従って、スロットルバルブ１の開閉制御が不能
となってもエンジンは確実に停止させられる。

【００２０】なお、前記Ｓ３において、負荷抜けして前
記電子ガバナ制御に基づいて確実にスロットルバルブ１
が全閉方向に制御されその上昇偏差δ未満に実回転数Ｒ
が低下している場合においては、Ｓ９に移りカウンタＣ
ＯＮの内容Ｃを「１」減算する。そして、カウンタの内
容Ｃが初期値「０」を保持又は「０」となった場合、ス
ロットルバルブ１が正常に制御されていると判断して当
該判定処理ルーチンを終了する。

【００２１】このように本実施例ではスロットルバルブ
１の開度を検出するスロットル開度センサを用いること
なく、アクセルペダルの踏み込み量に基づく目標回転数
Ｄとエンジン回転数センサ８に基づくエンジンの実回転
数Ｄとに基づいてステップモータ４の溶着よるスロット
ルバルブ１の回転不能又はスロットルバルブ１が何らか
の原因で引っ掛かった場合にスロットルバルブ１の開閉
制御の不能判定を行うことができる。その結果、スロッ
トル開度センサを取り付ける場所を確保できない車両に
利用することがてきるとともに、スロットル開度センサ
を使用しない分コストダウンを図ることができる。

【００２２】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば前記実施例においては全ての目標回
転数Ｄに対して１つの許容回転数ＴＨRDとしたが、これ
を異なる目標回転数Ｄ毎に異なる許容回転数ＴＨRDを設
定してもよい。この場合、前記実施例においてＳ１の判
断処理が不要となる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればス
ロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ
を用いることなく、スロットルバルブの開閉制御の不能
を判断することができ、コストダウンを図ることができ
るとともにスロットル開度センサの取り付け場所に制約
のあるエンジン車両に採用することがてきるという優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した実施例のスロットルバルブ
の概略駆動システム構成図である。

【図２】開閉制御不能による負荷と負荷抜け時のスロッ
トル開度と実回転数との関係を示す図である。

【図３】スロットルバルブのコントローラのスロットル
バルブ開閉制御不能判定処理動作を示すフローチャート
図である。

【図４】従来のスロットルバルブの概略駆動システム構
成図である。

【符号の説明】

１…スロットルバルブ、４…バルブ駆動手段としてのス
テップモータ、６…演算手段、駆動制御手段、偏差算出
手段及び判定手段としてのコントローラ、７…ペダル検
出センサ、８…エンジン回転数センサ、ＣＯＮ…計時手
段カウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/22 310 F02D 9/02 341 F02D 11/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スロットルバルブと、 前記スロットルバルブを回動させるバルブ駆動手段と、 アクセルペダルの操作量を検出するペダル検出センサ
   と、 エンジンの実回転数を検出するエンジン回転数センサ、
   と アクセルペダルの操作量に基づいてエンジンの目標回転
   数を演算し、目標回転数とその時のエンジンの実回転数
   とに基づいて実回転数が目標回転数になるようにスロッ
   トルバルブの目標開度を演算する演算手段と、 前記目標開度に基づいてスロットルバルブを目標開度に
   すべく前記バルブ駆動手段を制御する駆動制御手段とか
   らなるスロットルバルブ制御装置において、 実回転数の上昇に基づいてスロットルバルブの目標開度
   が全閉になったとき、エンジンの実回転数と目標回転数
   とで上昇偏差を求める偏差算出手段と、 前記上昇偏差が予め定めた許容偏差以上継続する継続時
   間を計時する計時手段と、 前記継続時間が予め定めた時間継続したとき、スロット
   ルバルブが駆動不能と判定する判定手段とを備えたスロ
   ットルバルブ制御装置におけるバルブ駆動不能検出装
   置。