JPH0196449A - 内燃機関のバルブ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、内燃機関に設置されるバルブ手段を駆動する
信号に基づいてバルブ手段の駆動状態を監視する内燃機
関のパルプ制ｍ装置に関するものである。

【従来の技術】

内燃機関への空気流量をスロットルバルブあるいは、こ
れと並列配置にあるアイドルスピードコントロールバル
ブの開度制御により調整するようにした内燃開開のバル
ブ制御装置では、機関の運転状態、例えばエンジン回転
数などの信号を電子制御ユニットに取込んで、これに基
く駆動信号でバルブ開度制御を行う。つまり、実際のエ
ンジン回転数と目標回転数との比較からフィードバック
補正量を筒出し、そのフィードバック補正量の増加ある
いは減少の補正により動作信号を出力し、バルブ開度を
、その時の運転状態に対応した目標値へ収束させている
。 しかるに、上記アイドルスピードコントロールバルブ等
のバルブ手段が正常に動作しなくなった場合（これはバ
ルブ自体の故障と、バルブ駆動回路における短絡、断線
などの電気的故障とが考えられる）に、この状態でエン
ジンの運転を継続するとエンジン回転数が不安定になり
ドライバビリティが損われるばかりでなく、エンジンの
回転数制御、空燃比制御などが確実に行なえなくなる。 そこで、特開昭６０−９５１５２号公報所載のように、
■ＳＣバルブにポジションセンサを設けて、電子制御ユ
ニットより出力された目標開度Ｐｏと上記ポジションセ
ンサより得られる実開度Ｐ１とがある偏差ΔＰ以内（Ｉ
ＰＩ−Ｐａｌ＜ΔＰ）であれば正常、それ以外であれば
異常と判断して、運転考への報知、燃料カットあるいは
特定運転状態への移行などの処置を行なうようにしてい
る。

【発明が解決しようとする問題点】 ここで問題になるのは、上記バルブ制御装置では、バル
ブにポジションセンサを設けなければならないこと、ソ
レノイドのＩｆｆ特性、バルブの誤差などを考慮した場
合、可成り広いΔＰを設定しなければならないため、た
とえ故障してもΔＰの範囲内にあれば故障を検知できな
いこと、バルブの構造上、瞬時にして目標開度に達しな
いものもあるので、目ｖＡ開度を出力してから検知する
までに長い時間を要し、この間にエンジン運転状態が変
わって目標値が次々に変化する場合には故障検出が不可
能になることである。 また、一般にバルブ自体の機械的故障よりも、バルブに
電気的信号を送る駆動回路においてバー　。 ネス断線、ショートなどが原因でバルブが動作しなくな
る場合があるが、開示した従来技術では後者について考
慮されていない。 そこで、本発明では後者におけるバルブの作動状態を電
気的に検出が行なえるように工夫した制御回路の故障診
Ｉ！Ｆｉ装置を提供しようとするものである。

【問題点を解決するための手段】

このため、本発明では、内燃機関に設置されるバルブ手
段の制御１ｆｆｌを運転状態に基づいて設定し、その制
ｔ２Ｉｌｆ１に応じた第１の駆動信号を発生するバルブ
制ｉｌｌ　ｍ設定手段と、上記第１の駆動信号に応じて
上記バルブ手段を駆動する駆動手段とから構成される制
ｉ回路において、上記バルブ手段の反応時間より短かい
チェック信号を発生するクロック発振手段を形成し、上
記クロック発振手段から発生するチェック信号と上記第
１の駆動信号とを合成し、合成信号を発生する合成手段
を設け、上記駆動手段は上記合成信号を第２の駆動信号
とバルブ駆動状態判定信号とに変換し、上記バルブ手段
に出力するよう構成し、上記駆動手段から出力される上
記バルブ駆動状態判定信号を検出し、上記バルブ手段の
駆動状態を判定するバルブ駆動状態判定手段を形成して
いる。

【作　　用】

このような構成では、バルブの駆動信号のバルブの異常
を直接、検知するために、即時的にバルブの異常を検出
できる。また、制御回路におけるバルブ駆動信号とは別
に、チェック信号が与えられ上記チェック信号を駆動手
段を介してバルブ駆動状態判定信号に変換するようにし
たのでチェック信号が与えられたタイミングにおけるバ
ルブ駆動状態判定信０の挙動を監視するだけで故障を容
易にかつ正確に診断できる。

【実　施　例】

以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。 図において、符号１はエンジンであり、その吸気系には
、スロットルバルブ２およびこれに並列配置のバルブ手
段としてのアイドルスピードコントロールバルブ（以下
ＩＳＯバルブと称す）３が配置されている。また吸気系
の上流にはエアクリーナ４があり、この下流にはエアフ
ローメータ５が装備されている。また、上記スロットル
バルブ２の上流には、燃料噴射弁６が設けてあり、上記
燃料噴射弁６へ燃料を供給する燃料ポンプ７はリレース
イッチ８を介して電気信号をうけ、駆ａｊされるように
なっている。 上記エンジン１に設けた水温センサ９、上記スロットル
バルブ２に設けたスロットルセンサ１０、上記エンジン
１の排気系に設けたｏ１センサ１１、ディストリビュー
タにおける回転数センサ１２および上記エアフローメー
タ５からは、電子制御ユニット１３に対して検出信号が
供給されるようになっており、上記電子制御ユニット１
３では、上・記検出信号から得たエンジン運転状態に応
じた制御信号をイグニッションコイル１４、上記リレー
スイッチ８のコイル、上記燃料噴射弁６、上記ＩＳＣバ
ルブ３、更にはキックダウンソレノイドへの制御部１５
へと与えるようになっている。 とくに、本発明に係るｌＳＣバルブ３の制御については
、第２図にみられるように、水ｉｂンサ９および回転数
センサ１２からの信号をエンジン運転状態検出手段１６
に入力し、エンジンの現在の運転状態が検出され、その
検出信号はバルブ基本制御化設定手段１７に入力され冷
却水温に応じてあらかじめＲＯＭ等に記憶されているｌ
ＳＣバルブ３の基本制御１ｆｆｉを設定する。また、エ
ンジン運転状態検出手段１６からの信号は目標回転数設
定手段１８に入力し、冷却水温に応じたエンジンの目標
回転数を設定し、その出力信号をフィードバック補正量
設定手段１９に与える。一方、上記フィードバック補正
ｆｆｉ設定手段１９にはエンジン運転状態検出手段１６
を介して実際のエンジン回転数が入力され、目標回転数
との比較において、上記フィードバック補正行ｌ設定手
段１９からフィードバック補正量が出ノｊされ、この出
力信号および上記バルブ基本制御利用設定手段１７から
の出力信号がバルブ制御量設定手段２０に与えられる。 上記バルブ制御量設定手段２０で、バルブの基本制御ｍ
とフィードバック補正量とからＩＳＯバルブ制御制御段
定し、そのＩＳＣＳＣパルプ制御部応する１例えばデユ
ーティ信号からなる第１の駆動信号を出力し、駆動手段
２１により上記第１の駆動信号を反転して第２の駆動信
号に変換し、その信号により上記ＩＳＯバルブ３の制御
ｍを制御する。また、上記制御信号には、クロック発揚
手段２５より上記チェック信号はｌＳＣバルブ３の反応
時間より短時間のパルス信号で形成される。チェック信
号が、所定時間間隔で信号の合成手段としてのＡＮＤ回
路２６を介して導入されており、また、上記チェック信
号は直接バルブ駆動状態判定手段２２に供給されている
。 さらに上記第１の駆動信号に与えられた上記チェック信
号は駆動手段２１により反転されバルブ駆動状態判定信
号に変換される。一方、上記駆動手段２１の出力信号は
、バルブ駆動状態判定手段２２に供給され、ここで、上
記バルブ駆動状態判定信号が検出されチェック信号と比
較される。もし、駆動手段２１においてハーネス断線な
どの電気的故障があれば、バルブ駆動状態判定手段では
上記バルブ駆動状態判定信号は検出されず、駆動手段２
１の出力信号に異常が生じていると判断して故障判定信
号を出力し、上記フィードバック補正ｆｆｉ設定手段１
９の補正ｍをクリヤし、フィードバック制御を停止する
。 上記バルブ制６１１ｆｆｉ設定手段２０の出力部および
駆動手段２１、ｌＳＣバルブ３のソレノイド並びにバル
ブ駆動状態判定回路２２の入力部の電気回路の具体例は
、第３図のように構成されるとよい。ここでは、上記バ
ルブ制御量設定手段２０の出力信号は駆動手段２１とし
てのパワートランジスタＴｒのベースに与えられており
、上記パワートランジスタ１”ｒのエミッタは接地され
、ｌＳＣバルブ３のソレノイドＬは電源ＶＣＣと上記ト
ランジスタＴｒのコレクタとの間に、例えばハーネス２
４を介して接続されている。また、上記パワートランジ
スタＴｒのコレクタには、前記バルブ駆動状態判定手段
２２の信号入力部に連なる監視ライン２５が接続されて
いる。 このような構成では、例えばハーネス２４の接続個所２
４ａあるいは２４ｂなどで、接続不良などにより、ハー
ネス断線となると、今迄、パワートランジスタＴｒのベ
ースに与えていたパルス信号の反転信号が、前記監視ラ
イン２５に入らなくなる。このため、通常ならば、前記
バルブ駆動状態判定手段２２で、上記反転信号にのって
いる上記バルブ駆動状態判定信号と、上記クロック発揚
手段２５の出力信号との比較により常態であることを判
定して、バルブが正常であることを示す判定信号を上記
フィードバック補正量設定手段１９に与えるところ、異
常検出時には、上記駆動状態判定手段２２で、上記バル
ブ駆動状態判定信号が出力されていないことを検出でき
、その結果、バルブ故障とする判定信号を上記フィード
バック補正量設定手段１９へ与え、フィードバック補正
ｍをクリｔ　Ｌ／、フィードバック制御を停止する。 この場合、駆動信号自体は、フィードバックによってそ
のデユーティを変化させているが、故障判定があれば、
フィードバック補正量がクリヤされるため、バルブ基本
開度設定手段２１で設定されるバルブ基本開度のみによ
り■ＳＣバルブ３の開度が決定されることになる。また
、第１および第２の駆動信号の出力波形、チェック信号
およびバルブ駆動状態判定信号の出力波形を、ＡＮＤ回
路２６の入力側ａ、同出力側すおよび駆動手段２１の出
力側Ｃについて示したものが第４吋のタイムチャートで
ある。ここでは、駆動信号は例えば７０％デユーティで
示されており、チェック信号の幅は、例えばＩＳＯバル
ブ３のソレノイドに影響を与えない程度の長さでかつト
ランジスタの応答遅れ等の遅れ時間を肖慮した長さ、す
なわら、約２００μｓ程度とする。図から明らかなよう
に、ハーネス断線などの故障があれば、チェック信号の
反転信号つまりバルブ駆動状態判定信号は駆動手段２１
の出力側に現われないから、これは直ちにバルブ駆動状
態判定手段２２で検出される。 次に、故障診断を第５図のフローチャートにより具体的
に説明する。ここに示すルーチンは、Ｘ秒に１回通過さ
ゼるちので、チェック信号をルーチンの１１回経過毎に
発振させるとするならばＸＸｊ１秒に１回チェック信号
が送られるものである。また、ｔ２はトランジスタなど
の応答遅れ、ソレノイドによる波形のなまりによる上記
トランジスタのコレクタ側の波形の反応遅れ時間を示し
ている。ステップ５１０１で、カウントＮをＮ＋１にカ
ウントアツプし、次のステップ５１０２でＮがＮ≧（１
を満足するか否か判定する。Ｎがｔ１未満であればルー
チンを終了するが、Ｎが１１以上であれば、クロック発
振手段２５のチェック信号の出力タイミングであると判
定して、次のステップ５１０３でＮをクリヤし、ステッ
プ５１０４でｔ　−。 よりタイマーをスタートさせる。そしてステップ８１０
５ではバルブ制ｔｉｌｆｆｉ設定手段２０から出力され
る第１の駆動信号をチェック信号を与えることによりＬ
ＯＷにレットし、次のステップ８１０６に移行する。こ
こではステップ８１０４でスタートしたタイマが所定時
間【２に達したか否か、つまりｔ≧（、であるか否かを
判定し、否ならばステップ５１０５に戻る。これによっ
てトランジスタの応答遅れ等に対して時間的余裕をとり
、次段の故障判定を確実に実行できる。また、肯定なら
ば、ステップ３１０７でその時、バルブ駆動状態判定手
段２２において監視ライン２５の出力（バルブ駆動状態
判定信号）がＬＯＷであるか否かを判定する。もし、Ｈ
Ｉ　Ｇ　ＨならばＩＳＧバルブの駆動回路は正常である
から、ステップ＄１０８で正常と判定する。このため、
フィードバック補正量設定手段１９から補正値が出力さ
れるが、もし、ＬＯＷであれば、ステップ５１０９で異
常と判定する。このため、フィードバック補正量設定手
段１９には補正量をクリヤし、フィードバック制御を停
止する信号が故障判定回路２２から与えられる。その結
果、バルブ制御量設定手段２０は、バルブ基本制御量設
定手段１７で設定される基本制御１ｆｆｉによりＩＳＯ
パルプ３の制御量を設定する。 なお、本実施例では、ＩＳＧバルブの駆動回路における
ハーネス断線等の故障時のフェイルセーフについて記載
されているが、本発明はこれに限定されるものではなく
、制御回路からの動作信号ににす、その駆動が制御され
るバルブ手段であるならばとのようなものでも適応され
る。 【発明の効果１ 本発明は、以上詳述したようになり、制御バルブ、例え
ばＩＳＯバルブに駆動信号を送る制御回路において、バ
ルブ開度設定手段からの第１の駆動信号にチェック信号
を与えその信号を駆動手段において反転させ、第２の駆
動信号とバルブ駆動状態判定信号を得るようにしたので
、チェック信号が与えられたタイミングにおける駆動状
態判定信号の挙動を監視するだけでハーネス断線、ショ
−トなどの電気的故障が容易かつ正確に診断できると共
に制御ソフトの負荷を軽減できる。さらに制御バルブの
故障を判定した時フィードバック補正量をクリヤして、
即時的に、制御の切換えを行なってエンジンの駆動状態
の安定化を実現できるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
は、制御系のブロック図、第３図は、駆動回路の構成図
、第４図はバルブ制御におけるタイムチャート、第５図
はバルブ制御における異常検知のためのフローチャート
である。 ３・・・アイドルスピードコントロールバルブ、９・・
・水温センサ、１０・・・スロットルセンサ、１２・・
・回転数センサ、１３・・・電子制御ユニット、１６・
・・エンジン運転状態検出手段、１７・・・バルブ基本
制御ｆｌｆｆｉ設定手段、１８・・・目標回転数設定受
段、１９・・・フィードバック補正量設定手段、２０・
・・バルブ制Ｏ１Ｉｍ設定手段、２１・・・駆動手段、
２２・・・バルブ駆動状態判定手段。 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関に設置されるバルブ手段の制御量を運転状態に
   基づいて設定し、その制御量に応じた第１の駆動信号を
   発生するバルブ制御量設定手段と、上記第１の駆動信号
   に応じて上記バルブ手段を駆動する駆動手段とから構成
   される制御回路において 上記バルブ手段の反応時間より短かいチェック信号を発
   生するクロック発振手段を形成し、上記クロック発振手
   段から発生するチェック信号と上記第１の駆動信号とを
   合成し、合成信号を発生する合成手段を設け、 上記駆動手段は上記合成信号を第２の駆動信号とバルブ
   駆動状態判定信号とに変換し、上記バルブ手段に出力す
   るよう構成し、 上記駆動手段から出力される上記バルブ駆動状態判定信
   号を検出し、上記バルブ手段の駆動状態を判定するバル
   ブ駆動状態判定手段を形成したことを特徴とする内燃機
   関のバルブ制御装置。