JP4209903B2

JP4209903B2 - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP4209903B2
Application number: JP2006160869A
Authority: JP
Inventors: 隆幸矢野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2026-06-09
Also published as: JP2007327467A

Description

この発明は、内燃機関の制御装置、特に、アクセルペダルの操作量にもとづいてスロットル弁の目標開度を算出し、これにもとづいてスロットル弁をスロットルアクチュエータにより電気的に駆動させると共に、スロットルアクチュエータが停止する故障の発生を検出する電子スロットル装置の故障検出装置を備えた内燃機関の制御装置に関するものである。

従来のこの種装置として、スロットルセンサによってスロットル弁の実開度を検出すると共に、アクセルセンサによってアクセル操作量を検出し、各センサの出力信号に応じて設定されたスロットル弁の目標開度に対応した制御コントローラからの駆動信号でスロットルアクチュエータを駆動させ、スロットル弁を操作するようにした電子スロットル装置が知られている。（例えば特許文献１参照）。

また、スロットルアクチュエータが停止した場合に、２つのスプリングの付勢力のバランスによって、スロットル弁を通常のスロットル弁の動作範囲内で所定のデフォルト開度に保持するようにした装置も知られている。（例えば特許文献２参照）。

特許文献１に示されたものは、制御コントローラからの駆動信号によってスロットルアクチュエータを駆動させるために制御コントローラとスロットルアクチュエータとを電気的に接続しているが、例えば接続線の劣化などにより制御コントローラからスロットルアクチュエータへの駆動信号が切断されるような異常が発生する場合があり得る。

このような異常が発生すると、スロットルアクチュエータが停止するため、アクセル操作量に応じた目標開度にスロットル弁を操作することが出来なくなり、運転者が予期せぬ運転状況に陥る恐れがある。

特許文献２に示されたものは、スロットルアクチュエータが停止した場合に、スロットル弁をデフォルト開度に保持するため、スロットルアクチュエータが停止するような異常が発生しても、運転者が危険を感じない最低限のエンジン制御を継続させることができ、フェイルセイフとすることが可能である。

しかしながら、特許文献２に示されたものは、スロットルアクチュエータが停止するような異常が発生していることを運転者に知らせる手段を持ち合わせていない。

一方、スロットルアクチュエータが停止するような故障が発生した場合において、スロットル弁の目標開度と実際の開度との開度偏差が所定値を超えた時、スロットル弁の固着異常と判定する装置が提案されている。（例えば特許文献３参照）。

特許文献２に示されたものは、スロットルアクチュエータが停止するような異常が発生した場合にはスロットル弁をデフォルト開度に保持しているため、特許文献３のようにスロットル弁の開度偏差と実際の開度との相関を監視するようにすれば、スロットルアクチュエータが停止するような異常を検出することも容易となる。

しかしながら、特許文献２に示されたものにおいて、特許文献３のようにスロットル弁の開度偏差と実際の開度との相関を監視するようにすれば、通常運転時にスロットル弁がデフォルト開度付近を横切るような場合においては、故障判定のタイミングによっては、スロットルアクチュエータが停止するような異常であると誤って判定する恐れがある。

特開昭５８−５７０３９号公報特開２０００−７３８４４号公報特開平１０−３１８０２６号公報

従来の電子スロットル装置は以上のように構成され、特許文献１に示されたものは、例えば接続線の劣化などにより、制御コントローラからスロットルアクチュエータへの駆動信号が切断されるような異常が発生してスロットルアクチュエータが停止するような異常が発生した場合は、運転者の予期せぬ運転状況に陥るという問題点があった。

また、特許文献２に示されたものは、運転者が危険を感じない最低限のエンジン制御を継続させることができ、フェイルセイフとすることが可能であるが、スロットルアクチュエータが停止するような異常が発生したことを運転者に知らせる手段を持ち合わせていないという問題点があった。

さらに、特許文献３に示されたもののように、スロットル弁の開度偏差と実際の開度との相関を監視することにより、スロットルアクチュエータが停止するような異常を検出しようとする場合には、スロットル弁の位置がデフォルト開度付近を横切るような通常の運転時に、スロットルアクチュエータが停止するような異常であると誤って判定する場合があるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、通常運転時にスロットルアクチュエータが停止するような異常が発生した場合においても、運転者が危険を感じない最低限のエンジン制御を継続させるフェイルセイフを行うと共に、上記のような異常を精度良く検出して運転者に異常発生を知らせることができる電子スロットル装置の故障検出装置を備えた内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る内燃機関の制御装置は、運転者により操作されるアクセルペダルと、エンジンへの吸入空気量を調整するスロットル弁と、前記スロットル弁の開度に応じて変化する第１および第２のセンサ出力信号を発生するスロットルセンサと、前記スロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータと、前記アクセルペダルの操作量に基づいて前記スロットル弁の目標開度を演算するスロットル目標開度演算手段と、前記第１および第２のセンサ出力信号と前記目標開度との開度偏差と、前記開度偏差の発生している時間に応じて前記スロットルアクチュエータへの制御量を増減させ前記スロットル弁の開度を制御する開度制御手段とを有する内燃機関の制御装置で、前記スロットル弁は前記スロットルアクチュエータが停止した時、機械的に所定のデフォルト開度に設定されると共に、前記目標開度と前記第１および第２のセンサ出力信号との第１および第２の目標開度偏差の絶対値がそれぞれ所定値以上であることを判定し、前記デフォルト開度と前記第１および第２のセンサ出力信号との第１および第２のデフォルト開度偏差の絶対値がそれぞれ所定値以内であることを判定すると共に、前記スロットルアクチュエータへの制御量の絶対値が所定値以上であることを判定し、前記各判定の全てが所定時間連続して成立した時、故障と判定するようにした電子スロットル装置の故障検出装置を備えたものである。

この発明に係る内燃機関の制御装置は上記のように構成されているため、スロットルアクチュエータが停止するような異常の発生を確実に検出することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて詳細に説明する。図１は、実施の形態１の構成を示すブロック図である。

図１において、エンジン１には吸気管２がつながっており、吸気管２内にはエンジン１への吸気量を調整するスロットル弁３が設けられている。スロットル弁３は、スロットルアクチュエータ４と結合されており、スロットルアクチュエータ４によって開閉駆動されて弁の開度が調整されるようになっている。

また、スロットル弁３には、弁の開度を実測するスロットルセンサ５が設けられており、弁の開度の実測値に応じて２つの出力信号である第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２が発生されるようになっている。このセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２はスロットルアクチュエータ４の異常を検出する精度を向上させる目的で２つ設けられるものであるが、詳細については後述する。

一方、運転者によって操作されるアクセルペダル６には、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ７が設けられている。

スロットルセンサ５からの第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２およびアクセルセンサ７からのアクセル操作量に応じた信号は、制御コントローラ１０に入力される。制御コントローラ１０は、スロットル目標開度演算手段１１、開度制御手段１２、故障検出手段１４および故障警報手段１６を備えている。

スロットル目標開度演算手段１１は、アクセルペダル６の操作量に応じた信号に基づいてスロットル弁３の目標開度Ｖｏｂｊを演算する。開度制御手段１２は、第１のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１と目標開度Ｖｏｂｊとの開度偏差に基づいて、フィードバック制御によりスロットルアクチュエータ４への制御量Ｄｕｔｙを増減させて制御する。上記制御量はON/OFF Duty値として設定されるものである。

故障検出手段１４は、所定の故障判定タイミング毎に、第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２と目標開度Ｖｏｂｊとにより各センサ出力信号と目標開度との偏差である第１および第２の目標開度偏差を求めると共に、第１および第２のセンサ出力信号と後述するスロットル弁の所定のデフォルト開度ＶｔｐｓＤとから求まる第１および第２のデフォルト開度偏差を求め、制御量Ｄｕｔｙによりスロットルアクチュエータ４を制御中であるか否かを判断すると共に、第１および第２の目標開度偏差と、第１および第２のデフォルト開度偏差と、制御量Ｄｕｔｙの判断結果とが所定時間連続して一定の相関結果を満たした場合にはスロットルアクチュエータ４が停止する故障であることを判定、検出すると共に、検出結果を故障警報手段１６に入力する。

具体的には、故障検出手段１４は、所定の故障判定タイミング毎に、第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２と目標開度Ｖｏｂｊとの偏差として求められる第１および第２の目標開度偏差の絶対値が所定値以上か、第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２とスロットル弁３の所定のデフォルト開度信号ＶｔｐｓＤとの偏差として求められる第１および第２のデフォルト開度偏差の絶対値が所定値以内か、制御量Ｄｕｔｙの絶対値が所定値以上か、の全条件が所定時間連続して成立した場合にスロットルアクチュエータ４が停止する故障が発生したと判断する。

故障警報手段１６は、故障検出手段１４から故障の判定結果を受けた場合に、ランプや点灯器等の所定の警告機能を動作させてスロットルアクチュエータ４が停止した故障が発生したことを運転者に警報するようにされている。

次に、実施の形態１の動作について説明する。まず、制御コントローラ１０内のスロットル目標開度演算手段１１は、アクセルペダル６の踏み込み量であるアクセルセンサ７の検出信号に応じてスロットル弁３の目標開度Ｖｏｂｊを算出する。

開度制御手段１２は、スロットル目標開度演算手段１１で算出された目標開度Ｖｏｂｊと、スロットルセンサ５からの第１のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１とを取り込み、センサ出力信号Ｖｔｐｓ１の示す開度値がスロットル目標開度Ｖｏｂｊと一致するように、フィードバック制御によりスロットルアクチュエータ４を駆動してスロットル弁３を制御する。

実施の形態１では、スロットルアクチュエータ４の駆動は、故障検出手段１４で求められた第１の目標開度偏差にもとづく制御量Ｄｕｔｙ値を増減することによって行われ、スロットル弁を開側に動作させる場合は制御量Ｄｕｔｙを増加させ、スロットル弁を閉側に動作させる場合は制御量Ｄｕｔｙを減少させて制御するようになっている。

図２は、スロットル弁３の開度とスロットルセンサ５の出力である第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１およびＶｔｐｓ２との関係を示した特性図である。第１のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１はスロットル弁３が全閉の時は信号の大きさＶが０で、その後、弁の開度が大きくなるに従って信号の大きさが大きくなり、全開時に最高値に達するような信号として構成されている。

また、第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ２はスロットル弁３が全閉の時に信号の大きさＶが最高値となるようにされ、その後、弁の開度が大きくなるに従って信号の大きさが小さくなり、全開時に０となるような信号として構成されている。また、スロットルアクチュエータ４が何らかの理由で停止した場合は、スロットル弁３が通常のスロットル弁の動作範囲内で所定のデフォルト開度に機械的に保持されるようになっているため、デフォルト位置におけるスロットルセンサ５のセンサ出力信号は、Ｖｔｐｓ１については図２にＶｔｐｓＤ_１で示すようなレベルとなり、Ｖｔｐｓ２については図２にＶｔｐｓＤ_２で示すようなレベルとなるようにされている。

なお、図２の特性図ではＶｔｐｓ１とＶｔｐｓ２の出力値が互いに反する特性を示すような形になっているが、このような特性に設定することは必要条件ではない。実施の形態１の以下の説明ではＶｔｐｓ１とＶｔｐｓ２の出力値を同一特性として説明している。

故障検出手段１４は、所定の故障判定タイミング毎に、スロットル目標開度演算手段１１で算出された目標開度Ｖｏｂｊと、スロットルセンサ５からの第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２とを取り込み、各センサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２と目標開度Ｖｏｂｊとの開度偏差を求めている。

ここで、スロットルアクチュエータ４が停止する異常が発生した場合には、目標開度Ｖｏｂｊが変化してもスロットル弁３が動作しなくなるため、目標開度Ｖｏｂｊとスロットルセンサ５からの第１のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１との間に偏差が生じる。この場合、次の式（１）で目標開度Ｖｏｂｊと第１のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１との偏差を判定することにより、スロットルアクチュエータ４が停止する異常を検出することが可能となる。

｜Ｖｏｂｊ−Ｖｔｐｓ１｜ ≧ α ・・・（１）

ここでαは、開度制御手段１２でのフィードバック制御に係る誤差成分に相当する所定値である。

また、スロットルセンサ５からの第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ２を故障検出手段１４に取り込み、第１のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１と同様な判定作業を次の式（２）で目標開度Ｖｏｂｊと第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ２との偏差について繰り返し行なうことにより、検出精度を向上することができる。第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２は、この目的のために２つの信号として発生されているものであり、各出力信号の特性は特定のものであることを必要としない。

｜Ｖｏｂｊ−Ｖｔｐｓ２｜ ≧ α ・・・（２）

ただし、電子スロットル制御装置を構成する他のいずれの部品が故障しても目標開度Ｖｏｂｊと第１、第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２との間に偏差が発生する可能性があるため、上記（１）（２）式の検出条件の成立だけではスロットルアクチュエータ４が停止する異常を確実に判定することはできない。

そこで、スロットルアクチュエータ４が停止した場合にはスロットル弁３が機械的に所定のデフォルト開度に保持されるようになっていることから、次の式（３）でスロットルセンサ５からの第１のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１と所定のデフォルト開度信号ＶｔｐｓＤとの一致を判定することにより、スロットル弁３がデフォルト位置にあることを同時に判定するようにしている。

｜Ｖｔｐｓ１−ＶｔｐｓＤ｜ ≦ β ・・・（３）

ここでβは、デフォルト開度の機械的な誤差成分に相当する所定値であるが、この値が大きくなるように、図２に示すスロットル弁３のデフォルト開度を設定する必要がある。

また、スロットルセンサ５からの第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ２とデフォルト開度信号ＶｔｐｓＤとの偏差についても次の式（４）で判定作業を繰り返し行なうことにより上述の場合と同様に検出精度を向上することができる。

｜Ｖｔｐｓ２−ＶｔｐｓＤ｜ ≦ β ・・・（４）

ただし、電子スロットル制御装置は、運転者のアクセル操作により目標開度Ｖｏｂｊの変化が発生した場合には、電子スロットル装置に異常が無い場合でもスロットル弁３の動作遅れ等で目標開度Ｖｏｂｊとセンサ出力信号Ｖｔｐｓとの間に偏差が発生することは周知の事実であるため、上記（１）から（４）式の検出条件の成立だけでは、例えばスロットル弁がデフォルト開度位置近傍に制御されている状態から目標開度Ｖｏｂｊが変化するような場合には、スロットルアクチュエータ４が停止する異常であると誤まって検出される可能性がある。

一方、開度制御手段１２は、第１のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１と目標開度Ｖｏｂｊとの開度偏差に基づいて、センサ出力信号がスロットル目標開度Ｖｏｂｊと一致するようにスロットルアクチュエータ４をフィードバック制御により駆動する制御量Ｄｕｔｙを増減しているので、スロットルアクチュエータ４が停止して開度偏差が常時発生するような場合には、制御量Ｄｕｔｙが単純増加し続けることになる。

そこで、センサ出力信号とスロットル目標開度Ｖｏｂｊとの間に開度偏差が生じている時に、次の式（５）で、制御量Ｄｕｔｙが所定値γを超えていることを判定するようにすれば、スロットルアクチュエータ４の停止でスロットル弁３が目標開度Ｖｏｂｊに追従していないことの判定を付加することができる。

｜Ｄｕｔｙ｜≧ γ ・・・（５）

ここでγは、スロットル弁３を正常にフィードバック制御している状態で、センサ出力信号とスロットル目標開度Ｖｏｂｊとの間に開度偏差を発生させた時の最大制御量Ｄｕｔｙからあらかじめ設定しておくものである。

実施の形態１は以上のように構成され、式（１）から（５）の全てを、所定の故障判定タイミング毎に判定し、全ての式が所定時間連続して成立する場合にスロットルアクチュエータ４が停止した故障と判定し、上記各式のいずれかが不成立となった場合には故障判定をリセットするものである。

故障警報手段１６は、故障判定手段１４からスロットルアクチュエータ４が停止した旨の故障判定結果を受け取った場合には、ランプを点灯させて運転者にスロットルアクチュエータ４が停止した故障を警報する。

次に、図３に示すフローチャートにもとづいて実施の形態１における故障検出手段１４の故障判定処理動作について説明する。

故障判定処理は、先ずステップＳ１であらかじめ規定された判定タイミングにもとづいて故障判定タイミングであるか否かを判定する。故障判定タイミングでない（ＮＯ）と判定されれば、故障判定処理を終了させる。

ステップＳ１において、故障判定タイミング（ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ２で、スロットル目標開度演算手段１１から取り込んだ目標開度Ｖｏｂｊと、スロットルセンサ５の第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２との目標開度偏差の絶対値Δθ１１、Δθ１２を求め、ステップＳ３でΔθ１１およびΔθ１２が所定値α以上か否かを判定する。開度偏差Δθ１１＜αもしくはΔθ１２＜α（ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ８で故障判定時間をリセットする。

次に、ステップＳ３において、目標開度偏差Δθ１１≧αおよびΔθ１２≧α（ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ４で各センサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２とデフォルト開度信号ＶｔｐｓＤとのデフォルト開度偏差の絶対値Δθ２１、Δθ２２を求め、ステップＳ５でΔθ２１およびΔθ２２が所定値β以下か否かを判定する。開度偏差Δθ２１＞βもしくはΔθ２２＞β（ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ８で故障判定時間をリセットする。

次に、ステップＳ５において、開度偏差Δθ２１≦βおよびΔθ２２≦β（ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ６で開度制御手段１２から取り込んだアクチュエータ駆動制御量Ｄｕｔｙの絶対値が所定値γ以上か否かを判定する。｜制御量Ｄｕｔｙ｜＜γ（ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ８で故障判定時間をリセットする。

次に、ステップＳ６において、｜制御量Ｄｕｔｙ｜≧γ（ＹＥＳ）と判定されれば、アクチュエータ４の異常が発生したと判断して、ステップＳ７で故障判定時間をカウントし、ステップＳ９で故障判定時間が所定時間以上経過したかどうかを判定する。故障判定時間が所定時間以上経過していない（ＮＯ）と判断されれば、アクチュエータ故障検出中として故障判定処理を終了させる。

ステップＳ９において、故障判定時間が所定時間以上経過した（ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ１０でアクチュエータ故障と判定して故障判定処理を終了させる。

一方、ステップＳ８への処理ルーチンでは、少なくともスロットルアクチュエータ４の異常は判定できないので、故障判定時間をリセットして故障判定処理を終了させることになる。

このように、スロットル弁３の開度制御に使用される目標開度Ｖｏｂｊと第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２との各偏差が所定値以上であることを判定すると共に、第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２と所定のデフォルト開度信号ＶｔｐｓＤとの各偏差が所定値以下であることを判定し、更に、スロットルアクチュエータ４への制御量Ｄｕｔｙが所定値以上であることを判定し、上記各判定の全てが所定時間連続して成立した場合に故障と判定するようにしたので、スロットルアクチュエータ４が停止する故障が発生したことを確実に検出することができる。

また、故障検出結果を警報装置により運転者に知らせるようにしているため、スロットルアクチュエータ４が停止する故障が発生したことを運転者が確実に認識することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて詳細に説明する。図４は、実施の形態２の構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、デフォルト開度学習手段１３を設けた点である。

デフォルト開度学習手段１３は、スロットルセンサ５から２つのセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２とスロットル弁３との位置関係を検出して、第１および第２のデフォルト学習値ＶｔｐｓＤ１、ＶｔｐｓＤ２を求め、故障検出手段１４に入力するようにされている。

第１および第２のデフォルト学習値ＶｔｐｓＤ１、ＶｔｐｓＤ２は、図２に示すように、スロットル弁３のデフォルト位置に対応した第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２の電圧値に相当しており、故障検出手段１４に入力される。

故障検出手段１４は、所定の故障判定タイミング毎に、第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２と目標開度Ｖｏｂｊとにより開度偏差を求めると共に、制御量Ｄｕｔｙ値によりスロットルアクチュエータ４を制御中であるか否かと、各センサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２とデフォルト学習値ＶｔｐｓＤ１、ＶｔｐｓＤ２とによりスロットル弁３の開度がデフォルト位置か否かをそれぞれ判断し、所定時間連続して開度偏差と判断結果とが一定の相関結果を満たした場合にスロットルアクチュエータ４が停止した異常であることを検出すると共に、検出結果を故障警報手段１６に入力する。

次に、図４に示すデフォルト開度学習手段１３と故障検出手段１４の動作について説明する。

スロットルアクチュエータ４が停止している場合は、スロットル弁３が機械的に通常のスロットル弁の動作範囲内で所定のデフォルト開度に保持されるため、スロットルセンサ５の出力値は所定値となる。しかし、センサ個々は特性のばらつきや経年劣化を伴うことが知られており、また、スロットル弁３の機械的なばらつきも伴うことから、デフォルト開度センサ出力値の絶対値は一様に決定できない。

そこで、デフォルト開度学習手段１３は、スロットルアクチュエータ４を停止させている時のスロットルセンサ５の各出力値に相当した第１および第２のデフォルト学習値ＶｔｐｓＤ１、ＶｔｐｓＤ２を求める。

故障検出手段１４は、実施の形態１で使用したデフォルト開度信号ＶｔｐｓＤに代えてデフォルト学習値ＶｔｐｓＤ１、ＶｔｐｓＤ２を使用する。

具体的には次の式（６）でスロットルセンサ５からの第１のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１と所定のデフォルト開度信号ＶｔｐｓＤとの一致を判定することで、スロットル弁３がデフォルト位置にあることを同時に判定する。

｜Ｖｔｐｓ１−ＶｔｐｓＤ１｜ ≦ ε ・・・（６）

ここでεは、デフォルト開度学習後に生じるデフォルト開度位置の機械的な誤差成分に相当する所定値である。

また、スロットルセンサ５からの第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ２とデフォルト開度信号ＶｔｐｓＤとから次の式（７）を判定することにより上述の場合と同様に検出精度を向上することができる。

｜Ｖｔｐｓ２−ＶｔｐｓＤ２｜ ≦ ε ・・・（７）

実施の形態２は上記のように構成され、実施の形態１で説明した式（３）（４）を上述した式（６）（７）と置き換えた上、各式（１）（２）（６）（７）（５）の全てについて所定の故障判定タイミング毎に判定し、上記式の全てが所定時間連続して成立する場合にスロットルアクチュエータ４が停止した故障と判定し、上記各式のいずれかが不成立となった場合は故障判定をリセットするものである。

このように、第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２と所定のデフォルト開度信号ＶｔｐｓＤとの各偏差が所定値以下であることを判定する条件として、第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２と第１および第２のデフォルト学習値との各偏差が所定値以下であることを判定するようにしたので、センサ個々は特性のばらつきや経年劣化や機械的なばらつきが大きいスロットル弁を使用した場合でも、スロットルアクチュエータ４が停止する故障が発生したことを確実に検出することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて詳細に説明する。図５は、実施の形態３の構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、故障判定タイミング設定手段１５を設けた点である。

故障判定タイミング設定手段１５は、制御コントローラ１０に備えられたマイクロコンピュータ（図示せず）の基準クロックからあらかじめ基準時間を生成し、この基準時間を任意の倍数値で乗算することにより故障判定タイミングＴｉｎｔを発生すると共に、倍数値は故障判定タイミングＴｉｎｔ毎に変化させるようにしたものである。

故障検出手段１４では、故障判定タイミング設定手段１５で生成された故障判定タイミングＴｉｎｔ毎に、第１および第２のセンサ出力信号Ｖｔｐｓ１、Ｖｔｐｓ２と目標開度Ｖｏｂｊとにより第１および第２の目標開度偏差を求めると共に、第１および第２のセンサ出力信号とスロットル弁の所定のデフォルト開度信号ＶｔｐｓＤとから求まる第１および第２のデフォルト開度偏差を求め、制御量Ｄｕｔｙによりスロットルアクチュエータ４を制御中であるか否かを判断し、第１および第２の目標開度偏差と第１および第２のデフォルト開度偏差と制御量Ｄｕｔｙの判断結果とが所定時間連続して一定の相関結果を満たした場合にはスロットルアクチュエータ４が停止する故障であると判定すると共に、判定結果を故障警報手段１６に入力するようにしている。

次に、図５に示す故障判定タイミング設定手段１５と故障検出手段１４の動作について説明する。

電子スロットル制御装置では、スロットル弁を制御コントローラ１０からの電気信号で操作することができるため、目標開度を高速で変化させることも可能であることは知られているが、このような制御で目標開度がスロットル弁のデフォルト開度を跨ぐように指令された場合には、故障判定タイミングと目標開度の変化の位相が同期することも考えられる。

そこで、故障判定タイミング設定手段１５では、制御コントローラ１０に備えられたマイクロコンピュータ（図示せず）の基準クロックによりあらかじめ規定した基準時間Ｔｂａｓｅを生成し、次の式（８）で故障検出手段１４の故障判定タイミングＴｉｎｔを発生する。

Ｔｉｎｔ＝Ｔｂａｓｅ × Ｎ・・・（８）

ここでＮは、故障検出手段１４の判定タイミングを決定する定数である。

定数Ｎは任意のパターンテーブルであらかじめ複数個設定しておき、判定タイミングＴｉｎｔ毎にパターンを繰り返し変化させるようにしている。

故障検出手段１４では、故障判定タイミング設定手段１５で発生された故障判定タイミングＴｉｎｔ毎に上述した各実施の形態で説明した故障判定処理を実施するようになっている。

このように、故障判定処理を任意のパターンで変化させた故障判定タイミングＴｉｎｔ毎に行うようにしたので、目標開度を高速で変化させるような制御を採用した電子スロットル装置でもスロットルアクチュエータ４が停止する故障が発生したことを確実に検出することができる。

この発明の実施の形態１の構成を示すブロック図である。実施の形態１におけるスロットルセンサの出力信号を示す特性図である。実施の形態１における故障判定処理動作の手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態３の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１エンジン、２吸気管、３スロットル弁、
４スロットルアクチュエータ、５スロットルセンサ、６アクセルペダル、
７アクセルセンサ、１０制御コントローラ、１１スロットル開度演算手段、１２開度制御手段、１３デフォルト開度学習手段、１４故障検出手段、
１５故障判定タイミング設定手段、１６故障警報手段。

Claims

運転者により操作されるアクセルペダルと、
エンジンへの吸入空気量を調整するスロットル弁と、
前記スロットル弁の開度に応じて変化する第１および第２のセンサ出力信号を発生するスロットルセンサと、
前記スロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータと、
前記アクセルペダルの操作量に基づいて前記スロットル弁の目標開度を演算するスロットル目標開度演算手段と、
前記第１および第２のセンサ出力信号と前記目標開度との開度偏差と、前記開度偏差の発生している時間に応じて前記スロットルアクチュエータへの制御量を増減させ前記スロットル弁の開度を制御する開度制御手段とを有する内燃機関の制御装置で、
前記スロットル弁は前記スロットルアクチュエータが停止した時、機械的に所定のデフォルト開度に設定されると共に、前記目標開度と前記第１および第２のセンサ出力信号との第１および第２の目標開度偏差の絶対値がそれぞれ所定値以上であることを判定し、前記デフォルト開度と前記第１および第２のセンサ出力信号との第１および第２のデフォルト開度偏差の絶対値がそれぞれ所定値以内であることを判定すると共に、前記スロットルアクチュエータへの制御量の絶対値が所定値以上であることを判定し、前記各判定の全てが所定時間連続して成立した時、故障と判定するようにした電子スロットル装置の故障検出装置を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記スロットルアクチュエータへの制御量はON/OFFデューティ値であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
前記スロットル弁がデフォルト開度の時における前記第１および第２のセンサ出力信号を第１および第２のデフォルト学習値とするデフォルト開度学習手段を設け、前記第１および第２のデフォルト開度偏差を、前記第１および第２のセンサ出力信号と前記第１および第２のデフォルト学習値とから算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
前記故障と判定するタイミングを決定する故障判定タイミング設定手段を設け、あらかじめ規定された基準時間を任意の倍数することにより故障判定タイミングを決定すると共に、前記任意の倍数は連続して繰り返し変化させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
前記故障判定時に、運転者に故障警報することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。