JP3877835B2 - 自動車のスロットル制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のエンジンへの吸入空気量を調整するスロットル弁の開度を電気的に制御する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、特開平３−１４１８４１号公報で開示されたスロットル制御装置を示す。図６において、１はアクセルペダルであって、これは、乗員による矢印Ｗ方向への操作により実線示の初期位置から同方向へ回転動作し、乗員による矢印Ｗ方向への操作力が減少することにより、図外のスプリングのばね力で矢印Ｗ方向とは反対向きに回転動作し、乗員からの操作力がゼロとなることにより、上記スプリングのばね力で初期位置に復帰する。２はアクセル操作量検出手段であって、これは、第１アクセルセンサ２ａと第２アクセルセンサ２ｂとを備える。第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂは、乗員によるアクセルペダル１の初期位置からの操作量に相当する個別の信号をマイクロコンピュータが内蔵された制御部１２に出力する。３はアクセルスイッチを示し、これはアクセルペダル１が操作さているか否かを検出するもので、例えば、アクセルペダル１の位置が初期位置より離れている間はオン動作してオン信号を制御部１２に出力し、アクセルペダル１の位置が初期位置に存在する際にオフ動作してオフ信号を制御部１２に出力する。４は自動車に搭載されたエンジンである。５はエンジン回転センサであって、これは、エンジン４の回転数に相当する信号を制御部１２に出力する。６は自動車に搭載された車速センサであって、これは、これを搭載した自動車の車速に相当する信号を制御部１２に出力する。７は吸気パイプであって、これは、図外のエアーフィルタで浄化された清浄な空気をエンジン４の吸気口に導入する。８はスロットル弁であって、これは吸気パイプ７の所定位置の内部に設けられ、弁軸８ａを中心として、吸入吸気量がエンジンストールの生じるまでに絞り込まれる実線示の全閉位置から吸入吸気量が最大となる点線示の全開位置の方向へ回転し、又は、全開位置から全閉位置の方向へ回転してエンジン４の吸入空気量を調整する。９はスロットルアクチュエータであって、これは、吸気パイプ７の外部に設けられ、制御部１２から出力された信号に応じて、スロットル弁８を駆動して全閉位置を基準とした回転角度に開度させる。１０はスロットル開度センサであって、これは、吸気パイプ７の外部に設けられ、スロットル弁８の開度を検出し、その検出開度に相当する信号を制御部１２に出力する。１１は自動車に搭載されたメインスイッチであって、これは、図外のキープレートが鍵穴１１ａに差し込まれてオフ位置１１ｂの側からＡＡＣ位置１１ｃを経てＩＧ位置１１ｄに回転操作されてＩＧ位置１１ｄのイグニションスイッチをオン動作することにより、自動車に搭載した図外のスタータモータを図外のバッテリからの電力供給で回転駆動し、エンジン４の駆動を開始する。制御部１２は、メインスイッチ１１の鍵穴１１ａに差し込まれたキープレートのＡＡＣ位置１１ｃへの到達でバッテリより動作電力が供給されて起動し、制御部１２に内蔵された図外のメモリに予め書き込まれたプログラムに従ってスロットル弁８の開度を電気的に制御するスロットル開度制御手段１３と、同メモリに予め書き込まれたプログラムに従ってスロットル弁８が全閉位置に固着したことを電気的に判定する弁固着診断手段２３とを備える。
【０００３】
次に、動作について説明する。メインスイッチ１１の鍵穴１１ａに差し込まれたキープレートの操作により、乗員がアクセルペダル１を未操作で、スタータモータが回転駆動した際に、スロットル開度制御手段１３が演算した目標スロットル開度によりスロットルアクチュエータ９を介してスロットル弁８を全閉位置よりエンジン４の始動に必要な空気量がエンジン４に供給される位置に開度する。そして、エンジン４が駆動した状態において、運転者がアクセルペダル１を踏み込み操作すると、第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂがアクセルペダル１の操作量に応じた信号を制御部１２に出力する。そして、スロットル開度制御手段１３が第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂからのアクセルペダル１の操作量の平均値を演算し、この平均値とエンジン回転センサ５からのエンジン回転数と車速センサ６からの車速及びバッテリへの電気的な負荷量等の情報を、スロットル開度制御手段１３に予め設定された演算式に代入して目標スロットル開度を演算し、この目標スロットル開度とスロットル開度センサ１０からの検出スロットル開度との偏差に応じて当該偏差をゼロにするような開度制御信号をスロットルアクチュエータ９に出力する。これにより、スロットルアクチュエータ９が、バッテリから開度制御信号に応じた電力の供給を受けて、スロットル弁８を目標スロットル開度となるように開度制御する。このように、運転者の意志は、アクセルペダル１の操作量を通じて第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂでスロットル開度制御手段１３に伝えられ、スロットルアクチュエータ９によりスロットル弁８を目標スロットル開度となるように電気的に制御し、エンジン４の出力を調整する。又、アクセルスイッチ３がオン動作している状態において、スロットル開度センサ８からの検出スロットル開度としての電圧検出値が弁固着診断手段２３に予め設定されたスロットル弁８の全閉位置に相当する電圧判定値以下であると、弁固着診断手段２３はスロットル弁８が全閉位置に固着したものと判定する。そして、この固着判定の結果により、弁固着診断手段２３が、図外のスプリングのばね力をスロットル弁８に作用させて、スロットル弁８を中立開度位置まで戻していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のスロットル制御装置では、検出スロットル開度が電圧判定値以下という１つの判定条件でスロットル弁８の全閉位置への固着を判定しているので、目標スロットル開度が小さく、スロットル弁８が全閉位置付近に開度制御されるような場合、当該制御中であるにも拘わらず、固着判定してしまう等の問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、スロットル弁の全閉位置への固着判定の検出精度を向上することができる自動車のスロットル制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
１つの本発明に係る自動車のスロットル制御装置は、アクセルペダルの操作量を含む情報より演算した目標スロットル開度とスロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手段からの検出スロットル開度との偏差により、スロットル弁の開度が目標スロットル開度となるようにスロットル弁を電気的に開度制御してエンジンの吸入空気量を調整するスロットル開度制御手段と、エンジンの吸入吸気量がエンジンストールを生じるまでに絞り込まれる全閉位置にスロットル弁が固着したことを電気的に判定する弁固着診断手段とを備えた自動車のスロットル制御装置において、弁固着診断手段を弁全閉判定手段とエンジン安定動作判定手段と開度偏差判定手段と弁故障検出手段とより構成し、弁全閉判定手段で検出スロットル開度が全閉判定基準値以下か否かを判定し、エンジン安定動作判定手段でエンジン回転数が安定動作判定基準値以下か否かを判定し、開度偏差判定手段で検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上か否かを判定し、弁故障検出手段で弁全閉判定手段での検出スロットル開度が全閉判定基準値以下である判定結果とエンジン安定動作判定手段でのエンジン回転数が安定動作判定基準値以下である判定結果と開度偏差判定手段での検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上である判定結果との全部が成立することによりスロットル弁が全閉位置に固着した状態であることを推定して故障発生信号を出力することを特徴としている。
【０００８】
もう１つの本発明に係る自動車のスロットル制御装置は、アクセルペダルの操作量を含む情報より演算した目標スロットル開度とスロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手段からの検出スロットル開度との偏差により、スロットル弁の開度が目標スロットル開度となるようにスロットル弁を電気的に開度制御してエンジンの吸入空気量を調整するスロットル開度制御手段と、エンジンの吸入吸気量がエンジンストールを生じるまでに絞り込まれる全閉位置にスロットル弁が固着したことを電気的に判定する弁固着診断手段とを備えた自動車のスロットル制御装置において、弁固着診断手段を弁全閉判定手段と弁動作量判定手段と開度偏差判定手段とエンジン安定動作判定手段と弁故障検出手段とより構成し、弁全閉判定手段で検出スロットル開度が全閉判定基準値以下か否かを判定し、弁動作量判定手段で検出スロットル開度の所定時間当たりの変化が動作判定基準値以下か否かを判定し、開度偏差判定手段で検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上か否かを判定し、エンジン安定動作判定手段でエンジン回転数が安定動作判定基準値以下か否かを判定し、弁故障検出手段で弁全閉判定手段での検出スロットル開度が全閉判定基準値以下である判定結果と弁動作量判定手段での検出スロットル開度の所定時間当たりの変化が動作判定基準値以下である判定結果と開度偏差判定手段での検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上である判定結果とエンジン安定動作判定手段でのエンジン回転数が安定動作判定基準値以下である判定結果との全部が成立することによりスロットル弁が全閉位置に固着した状態であることを推定して故障発生信号を出力することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面と共に前記従来例と同一部分に同一符号を付して説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は実施の形態１のスロットル制御装置の全体を示し、図２は実施の形態１のスロットル弁の固着判定のフローチャートを示す。
【００１７】
図１において、運転者がメインスイッチ１１の鍵穴１１ａに差し込んだキープレートを操作し、乗員がアクセルペダル１を未操作で、スタータモータが回転駆動した際に、スロットル開度制御手段１３が、演算した目標スロットル開度により、スロットルアクチュエータ９を介してスロットル弁８を、全閉位置より、エンジン４の始動に必要な空気量がエンジン４に供給される位置に開度する。そして、エンジン４が駆動した状態において、運転者がアクセルペダル１を踏み込み操作すると、アクセル操作量検出手段２の第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂがアクセルペダル１の操作量に応じた信号を制御部１２のスロットル開度制御手段１３に出力する。そして、スロットル開度制御手段１３が第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂからの操作量の平均値を演算し、この平均値とエンジン回転センサ５からのエンジン回転数と車速センサ６からの車速及びバッテリへの電気的な負荷量等の情報を、スロットル開度制御手段１３に予め設定された演算式に代入して目標スロットル開度を演算し、この目標スロットル開度とスロットル開度センサ１０からの検出スロットル開度との偏差に応じて当該偏差をゼロにするような開度制御信号をスロットルアクチュエータ９に出力する。これにより、スロットルアクチュエータ９が、バッテリから上記開度制御信号に応じた電力の供給を受け、スロットル弁８を目標スロットル開度となるように制御してエンジン４の出力を調整する。
【００１８】
この実施の形態１の場合、制御部１２の弁固着診断手段１４が弁全閉判定手段１５と弁動作量判定手段１６と開度偏差判定手段１７と弁故障検出手段１８とを備える。
【００１９】
弁全閉判定手段１５は、検出スロットル開度が弁全閉判定手段１５に記憶された全閉学習値＋Δｘ１からなる全閉判定基準値Ｘ１以下か否かを判定することにより、スロットル弁８が全閉位置付近に位置するか否かを判定する。即ち、弁全閉判定手段１５は、検出スロットル開度が全閉判定基準値Ｘ１以下であれば、スロットル弁８が全閉位置付近に位置すると判定し、検出スロットル開度が全閉判定基準値Ｘ１より高ければ、スロットル弁８が全閉位置付近より全開位置の側に離れていると判定する。全閉学習値は、キープレートがメインスイッチ１１のＯＦＦ位置１１ｂの側よりＡＣＣ位置１１ｃに到達して、制御部１２が起動しかつアクセルスイッチ３からのオフ信号を受け取っている状態で、エンジン４が駆動を開始する前の検出スロットル開度をスロットル弁８の全閉位置として弁全閉判定手段１５に記憶したものである。Δｘ１は弁全閉判定手段１５に予め設定した一定値である。
【００２０】
弁動作量判定手段１６は、検出スロットル開度の所定時間Ｔｍｓｅｃ当たりの変化が弁動作量判定手段１６に予め一定値として設定された動作判定基準値Ｘ２以下か否かを判定することにより、スロットル弁８の動きが少ないか否かを判定する。即ち、弁動作量判定手段１６は、検出スロットル開度の所定時間Ｔｍｓｅｃ当たりの変化が動作判定基準値Ｘ２以下であれば、スロットル弁８の動きが少ないと判定し、検出スロットル開度の所定時間Ｔｍｓｅｃ当たりの変化が動作判定基準値Ｘ２より高ければスロットル弁８の動きが大きいと判定する。
【００２１】
開度偏差判定手段１７は、目標スロットル開度と検出スロットル開度との偏差が開度偏差判定手段１７に一定値として予め設定された偏差判定基準値Ｘ３以上か否かを判定することにより、目標スロットル開度と検出スロットル開度との偏差が大きいか否かを判定する。
【００２２】
弁故障検出手段１８は、弁全閉判定手段１５でのスロットル弁８が全閉位置付近に位置する判定結果と、弁動作量判定手段１６でのスロットル弁８の動きが少ない判定結果と、開度偏差判定手段１７での目標スロットル開度と検出スロットル開度との偏差が大きい判定結果との全部が成立すると、スロットル弁８が全閉位置に固着した状態であることを推定して故障発生信号を退避走行バルブ１９と故障警報手段２１とに出力する。
【００２３】
退避走行バルブ１９は、スロットル弁８の周りの吸気パイプ７にスロットル弁８を迂回して清浄な空気をエンジン４の吸気口の側に導くように接続したバイパスパイプ２０に設けられ、スロットル弁８が正常に動作している間はバイパスパイプ２０を閉じるように閉弁動作しており、弁故障検出手段１８からの故障発生信号によりバイパスパイプ２０を開くように開弁動作する。即ち、スロットル弁８の正常な動作中は退避走行バルブ１９が閉じ、スロットル弁８が全閉位置に固着した場合に退避走行バルブ１９が開き、この退避走行バルブ１９の開動作により清浄な空気が吸気パイプ７からスロットル弁８を迂回するバイパスパイプ２０を経由してエンジン４の吸気口に吸入される。
【００２４】
故障警報手段２１は、ブザー、ランプ、表示器又は発声器等の１つ又は複数により形成され、弁故障検出手段１８からの故障発生信号により、音、光、声又は表示等でスロットル弁８が全閉位置に固着したことを乗員に知らせる。
【００２５】
この実施の形態１によれば、メインスイッチ１１の鍵穴１１ａに差し込まれたキープレートの操作により、エンジン４が駆動し、スロットル弁８がスロットル開度制御手段１３により開度制御されている状態において、弁固着診断手段１４がマイクロコンピュータの処理の１周期毎に、図２のフローチャートを実行してスロットル弁８の全閉位置への固着の有無を診断する。即ち、図２のステップ２０１〜２０３に示すように、検出スロットル開度が全閉判定基準値Ｘ１以下であることから、スロットル弁８が全閉位置付近に位置する場合で、かつ、検出スロットル開度の所定時間Ｔｍｓｅｃ当たりの変化が動作判定基準値Ｘ２以下であることから、スロットル弁８の動きが少ない場合で、更に、目標スロットル開度と検出スロットル開度との偏差が偏差判定基準値Ｘ３以上であることから、目標スロットル開度と検出スロットル開度との偏差が大きい場合には、ステップ２０４において、スロットル弁８が全閉位置に固着したと判定する（スロットル弁８の全閉位置への固着を検出する）。
【００２６】
要するに、この実施の形態１では、スロットル弁８が全閉位置付近で動きが少なく、スロットル弁８の開度が目標スロットル開度より掛け離れているという３つの判定条件が成立した場合に、スロットル弁８の全閉位置への固着を判定するので、検出スロットル開度がスロットル弁８の全閉位置に相当する判定基準値以下という１つの判定条件でスロットル弁８の全閉位置への固着を判定する場合に比べて、スロットル弁８の全閉位置への固着判定の検出精度を向上することができる。
【００２７】
又、ステップ２０４のスロットル弁８の全閉位置固着検出により、弁故障検出手段１８が退避走行バルブ１９を開弁動作してバイパスパイプ２０を開くので、清浄な空気を吸気パイプ７からスロットル弁８を迂回するバイパスパイプ２０を経由してエンジン４の吸気口に吸入することができる。よって、スロットル弁８が全閉位置に固着しても、エンジンストールの発生を阻止して、自動車を通常走行より退避走行へ緊急避難することができる。
【００２８】
しかも、弁故障検出手段１８が故障警報手段２１を警報動作してスロットル弁８の全閉位置への固着を乗員に知らせるので、乗員が自動車を通常走行から緊急避難のための退避走行への移行操作を適切に行うことができる。
【００２９】
実施の形態２．
図３は実施の形態２のスロットル制御装置の全体を示し、図４は実施の形態２のスロットル弁の固着判定のフローチャートを示す。
【００３０】
図３に示すように、この実施の形態２では、弁固着判定手段１４に、実施の形態１の弁動作量判定手段１６に代えて、エンジン安定動作判定手段２２を設け、このエンジン安定動作判定手段２２により、エンジン回転センサ５からのエンジン回転数がエンジン安定動作判定手段２２に一定値として予め設定された安定動作判定基準値Ｎｘ以上か否かを判定することにより、エンジン回転数が安定動作判定基準値Ｎｘより高く、エンジン４がエンジンストールを発生しない場合か否かを判定する。
【００３１】
即ち、前記実施の形態１では、ステップ２０２で検出スロットル開弁の所定時間Ｔｍｓｅｃ当たりの変化が動作判定基準値Ｘ２以下である場合、スロットル弁８の動きが少ないと判定しているが、検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が少なければ、スロットル弁８の動きが実質的に少ないので、目標スロットル開度が全閉位置付近に設定され、かつ、スロットル弁８の動きが実質的に少なければ、スロットル弁８が全閉位置に固着したと誤判定する場合が想定される。
【００３２】
そこで、エンジン回転数が安定動作判定基準値Ｎｘより高くエンジンストールが発生しない場合は、スロットル弁８の全閉位置への固着判定を行う必要がないので、この実施の形態２では、図４のステップ４０２に示すように、エンジン回転数がエンジン回転数が安定動作判定基準値Ｎｘより高い場合は、スロットル弁８の全閉位置での固着判定を回避して、スロットル弁８の全閉位置への固着の誤判定を防止することができる。
【００３３】
実施の形態３．
図５は実施の形態３のスロットル弁の固着判定のフローチャートを示し、この実施の形態３は実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせ、ステップ５０２でスロットル弁８の動きが少ないか否かを判定し、ステップ５０４でエンジン回転数が安定動作判定基準値Ｎｘ以上か否かを判定することにより、エンジン回転数が安定動作判定基準値Ｎｘより低い場合のみ、スロットル弁８の全閉位置への固着の判定を行うようにすれば、スロットル弁８の全閉位置への固着の判定の感度を上げて、スロットル弁８の全閉位置への固着の誤判定を防止することができる。
【００３４】
この実施の形態３では構成図を省略したが、図１の弁固着診断手段１４に、図３のエンジン安定動作判定手段２２を付加した形態になる。
【００３６】
１つの本発明によれば、スロットル弁が全閉位置又はその付近に位置し、エンジンがエンジンストールを発生し得る不安定な回転数で、スロットル弁の開度が目標スロットル開度より掛け離れているという３つの判定条件が成立した場合に、スロットル弁の全閉位置への固着を判定しているので、検出スロットル開度がスロットル弁の全閉位置に相当する判定基準値以下という１つの判定条件でスロットル弁の全閉位置への固着を判定する場合に比べて、スロットル弁の全閉位置への固着判定の検出精度を向上することができる。換言すれば、エンジン回転数が安定動作判定基準値より高くエンジンストールが発生しない場合は、スロットル弁の全閉位置への固着判定を行う必要がないので、エンジン回転数が安定動作判定基準値より高い場合は、スロットル弁の全閉位置での固着判定を回避して、スロットル弁の全閉位置への固着の誤判定を防止することができる。
【００３７】
もう１つの本発明によれば、スロットル弁が全閉位置又はその付近に位置して動きが少なく、エンジンがエンジンストールを発生し得る不安定な回転で、スロットル弁の開度が目標スロットル開度より掛け離れているという４つの判定条件が成立した場合に、スロットル弁の全閉位置への固着を判定しているので、検出スロットル開度がスロットル弁の全閉位置に相当する判定基準値以下という１つの判定条件でスロットル弁の全閉位置への固着を判定する場合に比べて、スロットル弁の全閉位置への固着判定の検出精度を向上することができる。換言すれば、スロットル弁が全閉位置又はその付近の位置で動きが少なく、エンジン回転数が安定動作判定基準値より低い場合のみ、スロットル弁の全閉位置への固着の判定を行うようにすれば、スロットル弁の全閉位置への固着の判定の感度を上げて、スロットル弁の全閉位置への固着の誤判定を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】 同実施の形態１の固着判定のフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態２を示す構成図である。
【図４】 同実施の形態２の固着判定のフローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態３の固着判定のフローチャートである。
【図６】 従来の自動車のスロットル制御装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ アクセルペダル、２ アクセル開度検出手段、４ エンジン ５ エンジン回転センサ、８ スロットル弁、１０ スロットル開度センサ、１２ 制御部、１３ スロットル開度制御手段、１４ 弁固着診断手段、１５ 弁全閉判定手段、１６ 弁動作量判定手段、１７ 開度偏差判定手段、１８ 弁故障検出手段、１９ 退避走行バルブ、２０ バイパスパイプ、２２ エンジン安定動作判定手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のエンジンへの吸入空気量を調整するスロットル弁の開度を電気的に制御する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、特開平３−１４１８４１号公報で開示されたスロットル制御装置を示す。図６において、１はアクセルペダルであって、これは、乗員による矢印Ｗ方向への操作により実線示の初期位置から同方向へ回転動作し、乗員による矢印Ｗ方向への操作力が減少することにより、図外のスプリングのばね力で矢印Ｗ方向とは反対向きに回転動作し、乗員からの操作力がゼロとなることにより、上記スプリングのばね力で初期位置に復帰する。２はアクセル操作量検出手段であって、これは、第１アクセルセンサ２ａと第２アクセルセンサ２ｂとを備える。第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂは、乗員によるアクセルペダル１の初期位置からの操作量に相当する個別の信号をマイクロコンピュータが内蔵された制御部１２に出力する。３はアクセルスイッチを示し、これはアクセルペダル１が操作さているか否かを検出するもので、例えば、アクセルペダル１の位置が初期位置より離れている間はオン動作してオン信号を制御部１２に出力し、アクセルペダル１の位置が初期位置に存在する際にオフ動作してオフ信号を制御部１２に出力する。４は自動車に搭載されたエンジンである。５はエンジン回転センサであって、これは、エンジン４の回転数に相当する信号を制御部１２に出力する。６は自動車に搭載された車速センサであって、これは、これを搭載した自動車の車速に相当する信号を制御部１２に出力する。７は吸気パイプであって、これは、図外のエアーフィルタで浄化された清浄な空気をエンジン４の吸気口に導入する。８はスロットル弁であって、これは吸気パイプ７の所定位置の内部に設けられ、弁軸８ａを中心として、吸入吸気量がエンジンストールの生じるまでに絞り込まれる実線示の全閉位置から吸入吸気量が最大となる点線示の全開位置の方向へ回転し、又は、全開位置から全閉位置の方向へ回転してエンジン４の吸入空気量を調整する。９はスロットルアクチュエータであって、これは、吸気パイプ７の外部に設けられ、制御部１２から出力された信号に応じて、スロットル弁８を駆動して全閉位置を基準とした回転角度に開度させる。１０はスロットル開度センサであって、これは、吸気パイプ７の外部に設けられ、スロットル弁８の開度を検出し、その検出開度に相当する信号を制御部１２に出力する。１１は自動車に搭載されたメインスイッチであって、これは、図外のキープレートが鍵穴１１ａに差し込まれてオフ位置１１ｂの側からＡＡＣ位置１１ｃを経てＩＧ位置１１ｄに回転操作されてＩＧ位置１１ｄのイグニションスイッチをオン動作することにより、自動車に搭載した図外のスタータモータを図外のバッテリからの電力供給で回転駆動し、エンジン４の駆動を開始する。制御部１２は、メインスイッチ１１の鍵穴１１ａに差し込まれたキープレートのＡＡＣ位置１１ｃへの到達でバッテリより動作電力が供給されて起動し、制御部１２に内蔵された図外のメモリに予め書き込まれたプログラムに従ってスロットル弁８の開度を電気的に制御するスロットル開度制御手段１３と、同メモリに予め書き込まれたプログラムに従ってスロットル弁８が全閉位置に固着したことを電気的に判定する弁固着診断手段２３とを備える。
【０００３】
次に、動作について説明する。メインスイッチ１１の鍵穴１１ａに差し込まれたキープレートの操作により、乗員がアクセルペダル１を未操作で、スタータモータが回転駆動した際に、スロットル開度制御手段１３が演算した目標スロットル開度によりスロットルアクチュエータ９を介してスロットル弁８を全閉位置よりエンジン４の始動に必要な空気量がエンジン４に供給される位置に開度する。そして、エンジン４が駆動した状態において、運転者がアクセルペダル１を踏み込み操作すると、第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂがアクセルペダル１の操作量に応じた信号を制御部１２に出力する。そして、スロットル開度制御手段１３が第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂからのアクセルペダル１の操作量の平均値を演算し、この平均値とエンジン回転センサ５からのエンジン回転数と車速センサ６からの車速及びバッテリへの電気的な負荷量等の情報を、スロットル開度制御手段１３に予め設定された演算式に代入して目標スロットル開度を演算し、この目標スロットル開度とスロットル開度センサ１０からの検出スロットル開度との偏差に応じて当該偏差をゼロにするような開度制御信号をスロットルアクチュエータ９に出力する。これにより、スロットルアクチュエータ９が、バッテリから開度制御信号に応じた電力の供給を受けて、スロットル弁８を目標スロットル開度となるように開度制御する。このように、運転者の意志は、アクセルペダル１の操作量を通じて第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂでスロットル開度制御手段１３に伝えられ、スロットルアクチュエータ９によりスロットル弁８を目標スロットル開度となるように電気的に制御し、エンジン４の出力を調整する。又、アクセルスイッチ３がオン動作している状態において、スロットル開度センサ８からの検出スロットル開度としての電圧検出値が弁固着診断手段２３に予め設定されたスロットル弁８の全閉位置に相当する電圧判定値以下であると、弁固着診断手段２３はスロットル弁８が全閉位置に固着したものと判定する。そして、この固着判定の結果により、弁固着診断手段２３が、図外のスプリングのばね力をスロットル弁８に作用させて、スロットル弁８を中立開度位置まで戻していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のスロットル制御装置では、検出スロットル開度が電圧判定値以下という１つの判定条件でスロットル弁８の全閉位置への固着を判定しているので、目標スロットル開度が小さく、スロットル弁８が全閉位置付近に開度制御されるような場合、当該制御中であるにも拘わらず、固着判定してしまう等の問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、スロットル弁の全閉位置への固着判定の検出精度を向上することができる自動車のスロットル制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
１つの本発明に係る自動車のスロットル制御装置は、アクセルペダルの操作量を含む情報より演算した目標スロットル開度とスロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手段からの検出スロットル開度との偏差により、スロットル弁の開度が目標スロットル開度となるようにスロットル弁を電気的に開度制御してエンジンの吸入空気量を調整するスロットル開度制御手段と、エンジンの吸入吸気量がエンジンストールを生じるまでに絞り込まれる全閉位置にスロットル弁が固着したことを電気的に判定する弁固着診断手段とを備えた自動車のスロットル制御装置において、弁固着診断手段を弁全閉判定手段とエンジン安定動作判定手段と開度偏差判定手段と弁故障検出手段とより構成し、弁全閉判定手段で検出スロットル開度が全閉判定基準値以下か否かを判定し、エンジン安定動作判定手段でエンジン回転数が安定動作判定基準値以下か否かを判定し、開度偏差判定手段で検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上か否かを判定し、弁故障検出手段で弁全閉判定手段での検出スロットル開度が全閉判定基準値以下である判定結果とエンジン安定動作判定手段でのエンジン回転数が安定動作判定基準値以下である判定結果と開度偏差判定手段での検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上である判定結果との全部が成立することによりスロットル弁が全閉位置に固着した状態であることを推定して故障発生信号を出力することを特徴としている。
【０００８】
もう１つの本発明に係る自動車のスロットル制御装置は、アクセルペダルの操作量を含む情報より演算した目標スロットル開度とスロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手段からの検出スロットル開度との偏差により、スロットル弁の開度が目標スロットル開度となるようにスロットル弁を電気的に開度制御してエンジンの吸入空気量を調整するスロットル開度制御手段と、エンジンの吸入吸気量がエンジンストールを生じるまでに絞り込まれる全閉位置にスロットル弁が固着したことを電気的に判定する弁固着診断手段とを備えた自動車のスロットル制御装置において、弁固着診断手段を弁全閉判定手段と弁動作量判定手段と開度偏差判定手段とエンジン安定動作判定手段と弁故障検出手段とより構成し、弁全閉判定手段で検出スロットル開度が全閉判定基準値以下か否かを判定し、弁動作量判定手段で検出スロットル開度の所定時間当たりの変化が動作判定基準値以下か否かを判定し、開度偏差判定手段で検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上か否かを判定し、エンジン安定動作判定手段でエンジン回転数が安定動作判定基準値以下か否かを判定し、弁故障検出手段で弁全閉判定手段での検出スロットル開度が全閉判定基準値以下である判定結果と弁動作量判定手段での検出スロットル開度の所定時間当たりの変化が動作判定基準値以下である判定結果と開度偏差判定手段での検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上である判定結果とエンジン安定動作判定手段でのエンジン回転数が安定動作判定基準値以下である判定結果との全部が成立することによりスロットル弁が全閉位置に固着した状態であることを推定して故障発生信号を出力することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面と共に前記従来例と同一部分に同一符号を付して説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は実施の形態１のスロットル制御装置の全体を示し、図２は実施の形態１のスロットル弁の固着判定のフローチャートを示す。
【００１７】
図１において、運転者がメインスイッチ１１の鍵穴１１ａに差し込んだキープレートを操作し、乗員がアクセルペダル１を未操作で、スタータモータが回転駆動した際に、スロットル開度制御手段１３が、演算した目標スロットル開度により、スロットルアクチュエータ９を介してスロットル弁８を、全閉位置より、エンジン４の始動に必要な空気量がエンジン４に供給される位置に開度する。そして、エンジン４が駆動した状態において、運転者がアクセルペダル１を踏み込み操作すると、アクセル操作量検出手段２の第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂがアクセルペダル１の操作量に応じた信号を制御部１２のスロットル開度制御手段１３に出力する。そして、スロットル開度制御手段１３が第１・第２アクセルセンサ２ａ，２ｂからの操作量の平均値を演算し、この平均値とエンジン回転センサ５からのエンジン回転数と車速センサ６からの車速及びバッテリへの電気的な負荷量等の情報を、スロットル開度制御手段１３に予め設定された演算式に代入して目標スロットル開度を演算し、この目標スロットル開度とスロットル開度センサ１０からの検出スロットル開度との偏差に応じて当該偏差をゼロにするような開度制御信号をスロットルアクチュエータ９に出力する。これにより、スロットルアクチュエータ９が、バッテリから上記開度制御信号に応じた電力の供給を受け、スロットル弁８を目標スロットル開度となるように制御してエンジン４の出力を調整する。
【００１８】
この実施の形態１の場合、制御部１２の弁固着診断手段１４が弁全閉判定手段１５と弁動作量判定手段１６と開度偏差判定手段１７と弁故障検出手段１８とを備える。
【００１９】
弁全閉判定手段１５は、検出スロットル開度が弁全閉判定手段１５に記憶された全閉学習値＋Δｘ１からなる全閉判定基準値Ｘ１以下か否かを判定することにより、スロットル弁８が全閉位置付近に位置するか否かを判定する。即ち、弁全閉判定手段１５は、検出スロットル開度が全閉判定基準値Ｘ１以下であれば、スロットル弁８が全閉位置付近に位置すると判定し、検出スロットル開度が全閉判定基準値Ｘ１より高ければ、スロットル弁８が全閉位置付近より全開位置の側に離れていると判定する。全閉学習値は、キープレートがメインスイッチ１１のＯＦＦ位置１１ｂの側よりＡＣＣ位置１１ｃに到達して、制御部１２が起動しかつアクセルスイッチ３からのオフ信号を受け取っている状態で、エンジン４が駆動を開始する前の検出スロットル開度をスロットル弁８の全閉位置として弁全閉判定手段１５に記憶したものである。Δｘ１は弁全閉判定手段１５に予め設定した一定値である。
【００２０】
弁動作量判定手段１６は、検出スロットル開度の所定時間Ｔｍｓｅｃ当たりの変化が弁動作量判定手段１６に予め一定値として設定された動作判定基準値Ｘ２以下か否かを判定することにより、スロットル弁８の動きが少ないか否かを判定する。即ち、弁動作量判定手段１６は、検出スロットル開度の所定時間Ｔｍｓｅｃ当たりの変化が動作判定基準値Ｘ２以下であれば、スロットル弁８の動きが少ないと判定し、検出スロットル開度の所定時間Ｔｍｓｅｃ当たりの変化が動作判定基準値Ｘ２より高ければスロットル弁８の動きが大きいと判定する。
【００２１】
開度偏差判定手段１７は、目標スロットル開度と検出スロットル開度との偏差が開度偏差判定手段１７に一定値として予め設定された偏差判定基準値Ｘ３以上か否かを判定することにより、目標スロットル開度と検出スロットル開度との偏差が大きいか否かを判定する。
【００２２】
弁故障検出手段１８は、弁全閉判定手段１５でのスロットル弁８が全閉位置付近に位置する判定結果と、弁動作量判定手段１６でのスロットル弁８の動きが少ない判定結果と、開度偏差判定手段１７での目標スロットル開度と検出スロットル開度との偏差が大きい判定結果との全部が成立すると、スロットル弁８が全閉位置に固着した状態であることを推定して故障発生信号を退避走行バルブ１９と故障警報手段２１とに出力する。
【００２３】
退避走行バルブ１９は、スロットル弁８の周りの吸気パイプ７にスロットル弁８を迂回して清浄な空気をエンジン４の吸気口の側に導くように接続したバイパスパイプ２０に設けられ、スロットル弁８が正常に動作している間はバイパスパイプ２０を閉じるように閉弁動作しており、弁故障検出手段１８からの故障発生信号によりバイパスパイプ２０を開くように開弁動作する。即ち、スロットル弁８の正常な動作中は退避走行バルブ１９が閉じ、スロットル弁８が全閉位置に固着した場合に退避走行バルブ１９が開き、この退避走行バルブ１９の開動作により清浄な空気が吸気パイプ７からスロットル弁８を迂回するバイパスパイプ２０を経由してエンジン４の吸気口に吸入される。
【００２４】
故障警報手段２１は、ブザー、ランプ、表示器又は発声器等の１つ又は複数により形成され、弁故障検出手段１８からの故障発生信号により、音、光、声又は表示等でスロットル弁８が全閉位置に固着したことを乗員に知らせる。
【００２５】
この実施の形態１によれば、メインスイッチ１１の鍵穴１１ａに差し込まれたキープレートの操作により、エンジン４が駆動し、スロットル弁８がスロットル開度制御手段１３により開度制御されている状態において、弁固着診断手段１４がマイクロコンピュータの処理の１周期毎に、図２のフローチャートを実行してスロットル弁８の全閉位置への固着の有無を診断する。即ち、図２のステップ２０１〜２０３に示すように、検出スロットル開度が全閉判定基準値Ｘ１以下であることから、スロットル弁８が全閉位置付近に位置する場合で、かつ、検出スロットル開度の所定時間Ｔｍｓｅｃ当たりの変化が動作判定基準値Ｘ２以下であることから、スロットル弁８の動きが少ない場合で、更に、目標スロットル開度と検出スロットル開度との偏差が偏差判定基準値Ｘ３以上であることから、目標スロットル開度と検出スロットル開度との偏差が大きい場合には、ステップ２０４において、スロットル弁８が全閉位置に固着したと判定する（スロットル弁８の全閉位置への固着を検出する）。
【００２６】
要するに、この実施の形態１では、スロットル弁８が全閉位置付近で動きが少なく、スロットル弁８の開度が目標スロットル開度より掛け離れているという３つの判定条件が成立した場合に、スロットル弁８の全閉位置への固着を判定するので、検出スロットル開度がスロットル弁８の全閉位置に相当する判定基準値以下という１つの判定条件でスロットル弁８の全閉位置への固着を判定する場合に比べて、スロットル弁８の全閉位置への固着判定の検出精度を向上することができる。
【００２７】
又、ステップ２０４のスロットル弁８の全閉位置固着検出により、弁故障検出手段１８が退避走行バルブ１９を開弁動作してバイパスパイプ２０を開くので、清浄な空気を吸気パイプ７からスロットル弁８を迂回するバイパスパイプ２０を経由してエンジン４の吸気口に吸入することができる。よって、スロットル弁８が全閉位置に固着しても、エンジンストールの発生を阻止して、自動車を通常走行より退避走行へ緊急避難することができる。
【００２８】
しかも、弁故障検出手段１８が故障警報手段２１を警報動作してスロットル弁８の全閉位置への固着を乗員に知らせるので、乗員が自動車を通常走行から緊急避難のための退避走行への移行操作を適切に行うことができる。
【００２９】
実施の形態２．
図３は実施の形態２のスロットル制御装置の全体を示し、図４は実施の形態２のスロットル弁の固着判定のフローチャートを示す。
【００３０】
図３に示すように、この実施の形態２では、弁固着判定手段１４に、実施の形態１の弁動作量判定手段１６に代えて、エンジン安定動作判定手段２２を設け、このエンジン安定動作判定手段２２により、エンジン回転センサ５からのエンジン回転数がエンジン安定動作判定手段２２に一定値として予め設定された安定動作判定基準値Ｎｘ以上か否かを判定することにより、エンジン回転数が安定動作判定基準値Ｎｘより高く、エンジン４がエンジンストールを発生しない場合か否かを判定する。
【００３１】
即ち、前記実施の形態１では、ステップ２０２で検出スロットル開弁の所定時間Ｔｍｓｅｃ当たりの変化が動作判定基準値Ｘ２以下である場合、スロットル弁８の動きが少ないと判定しているが、検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が少なければ、スロットル弁８の動きが実質的に少ないので、目標スロットル開度が全閉位置付近に設定され、かつ、スロットル弁８の動きが実質的に少なければ、スロットル弁８が全閉位置に固着したと誤判定する場合が想定される。
【００３２】
そこで、エンジン回転数が安定動作判定基準値Ｎｘより高くエンジンストールが発生しない場合は、スロットル弁８の全閉位置への固着判定を行う必要がないので、この実施の形態２では、図４のステップ４０２に示すように、エンジン回転数がエンジン回転数が安定動作判定基準値Ｎｘより高い場合は、スロットル弁８の全閉位置での固着判定を回避して、スロットル弁８の全閉位置への固着の誤判定を防止することができる。
【００３３】
実施の形態３．
図５は実施の形態３のスロットル弁の固着判定のフローチャートを示し、この実施の形態３は実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせ、ステップ５０２でスロットル弁８の動きが少ないか否かを判定し、ステップ５０４でエンジン回転数が安定動作判定基準値Ｎｘ以上か否かを判定することにより、エンジン回転数が安定動作判定基準値Ｎｘより低い場合のみ、スロットル弁８の全閉位置への固着の判定を行うようにすれば、スロットル弁８の全閉位置への固着の判定の感度を上げて、スロットル弁８の全閉位置への固着の誤判定を防止することができる。
【００３４】
この実施の形態３では構成図を省略したが、図１の弁固着診断手段１４に、図３のエンジン安定動作判定手段２２を付加した形態になる。
【００３６】
１つの本発明によれば、スロットル弁が全閉位置又はその付近に位置し、エンジンがエンジンストールを発生し得る不安定な回転数で、スロットル弁の開度が目標スロットル開度より掛け離れているという３つの判定条件が成立した場合に、スロットル弁の全閉位置への固着を判定しているので、検出スロットル開度がスロットル弁の全閉位置に相当する判定基準値以下という１つの判定条件でスロットル弁の全閉位置への固着を判定する場合に比べて、スロットル弁の全閉位置への固着判定の検出精度を向上することができる。換言すれば、エンジン回転数が安定動作判定基準値より高くエンジンストールが発生しない場合は、スロットル弁の全閉位置への固着判定を行う必要がないので、エンジン回転数が安定動作判定基準値より高い場合は、スロットル弁の全閉位置での固着判定を回避して、スロットル弁の全閉位置への固着の誤判定を防止することができる。
【００３７】
もう１つの本発明によれば、スロットル弁が全閉位置又はその付近に位置して動きが少なく、エンジンがエンジンストールを発生し得る不安定な回転で、スロットル弁の開度が目標スロットル開度より掛け離れているという４つの判定条件が成立した場合に、スロットル弁の全閉位置への固着を判定しているので、検出スロットル開度がスロットル弁の全閉位置に相当する判定基準値以下という１つの判定条件でスロットル弁の全閉位置への固着を判定する場合に比べて、スロットル弁の全閉位置への固着判定の検出精度を向上することができる。換言すれば、スロットル弁が全閉位置又はその付近の位置で動きが少なく、エンジン回転数が安定動作判定基準値より低い場合のみ、スロットル弁の全閉位置への固着の判定を行うようにすれば、スロットル弁の全閉位置への固着の判定の感度を上げて、スロットル弁の全閉位置への固着の誤判定を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】 同実施の形態１の固着判定のフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態２を示す構成図である。
【図４】 同実施の形態２の固着判定のフローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態３の固着判定のフローチャートである。
【図６】 従来の自動車のスロットル制御装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ アクセルペダル、２ アクセル開度検出手段、４ エンジン ５ エンジン回転センサ、８ スロットル弁、１０ スロットル開度センサ、１２ 制御部、１３ スロットル開度制御手段、１４ 弁固着診断手段、１５ 弁全閉判定手段、１６ 弁動作量判定手段、１７ 開度偏差判定手段、１８ 弁故障検出手段、１９ 退避走行バルブ、２０ バイパスパイプ、２２ エンジン安定動作判定手段。
Claims (2)
- アクセルペダルの操作量を含む情報より演算した目標スロットル開度とスロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手段からの検出スロットル開度との偏差によりスロットル弁の開度が目標スロットル開度となるようにスロットル弁を電気的に開度制御してエンジンの吸入空気量を調整するスロットル開度制御手段と、エンジンの吸入吸気量がエンジンストールを生じるまでに絞り込まれる全閉位置にスロットル弁が固着したことを電気的に判定する弁固着診断手段とを備えた自動車のスロットル制御装置において、弁固着診断手段を、検出スロットル開度が全閉判定基準値以下か否かを判定する弁全閉判定手段と、エンジン回転数が安定動作判定基準値以下か否かを判定するエンジン安定動作判定手段と、検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上か否かを判定する開度偏差判定手段と、弁全閉判定手段での検出スロットル開度が全閉判定基準値以下である判定結果とエンジン安定動作判定手段でのエンジン回転数が安定動作判定基準値以下である判定結果と開度偏差判定手段での検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上である判定結果との全部が成立することによりスロットル弁が全閉位置に固着した状態であることを推定して故障発生信号を出力する弁故障検出手段とより構成したことを特徴とする自動車のスロットル制御装置。
- アクセルペダルの操作量を含む情報より演算した目標スロットル開度とスロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手段からの検出スロットル開度との偏差によりスロットル弁の開度が目標スロットル開度となるようにスロットル弁を電気的に開度制御してエンジンの吸入空気量を調整するスロットル開度制御手段と、エンジンの吸入吸気量がエンジンストールを生じるまでに絞り込まれる全閉位置にスロットル弁が固着したことを電気的に判定する弁固着診断手段とを備えた自動車のスロットル制御装置において、弁固着診断手段を、検出スロットル開度が全閉判定基準値以下か否かを判定する弁全閉判定手段と、検出スロットル開度の所定時間当たりの変化が動作判定基準値以下か否かを判定する弁動作量判定手段と、検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上か否かを判定する開度偏差判定手段と、エンジン回転数が安定動作判定基準値以下か否かを判定するエンジン安定動作判定手段と、弁全閉判定手段での検出スロットル開度が全閉判定基準値以下である判定結果と弁動作量判定手段での検出スロットル開度の所定時間当たりの変化が動作判定基準値以下である判定結果と開度偏差判定手段での検出スロットル開度と目標スロットル開度との偏差が偏差判定基準値以上である判定結果とエンジン安定動作判定手段でのエンジン回転数が安定動作判定基準値以下である判定結果との全部が成立することによりスロットル弁が全閉位置に固着した状態であることを推定して故障発生信号を出力する弁故障検出手段とより構成したことを特徴とする自動車のスロットル制御装置。
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