JPH02230941A - アイドル回転速度制御バルブの故障検出装置 - 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】 １吸ユ亘珀 ［産業上の利用分野］ 本発明（表　内燃機関のアイドル時の回転速度を制御す
るアイドル回転速度制御装置に備えられたアイドル回転
速度制御バルブの故障を検出するアイドル回転速度制御
バルブの故障検呂装置に関する． ［従来の技術］ 一般に、内燃機関のアイドル回転速度制御装置（以下、
　ＩＳＯと呼ぶ）でＩ；ｌ．．　　内燃機関のスロット
ルバルブを迂回するバイパス吸気通路を形成し、このバ
イパス吸気通路にアイドル回転速度制御バルブ（以下、
　ｌ　ＳＣＶと呼ぶ）を設け、このＩＳＣｖの開度を調
整することでスロットルバルブとは独立して内燃機関へ
の吸入空気量を制御し、アイドル回転速度を制御してい
る。

ところで、前記＋ＳＣＶは、ロータリソレノイド式のも
の、ステップモー夕式のものと種々あるが、前記ロータ
リソレノイド式のもの｛友　そのフエールセーフ機構と
して、以下に示すような構成を有している。

即ち、ロータリソレノイド式のｌ　ＳＣＶは、内燃機関
の冷却水温に応じて伸縮するバイメタルを有し、パイバ
ス吸気通路の流量を調整する電磁弁の動きをそのバイメ
タルにより規制するよう構成されており、万一　Ｉ　Ｓ
ＣＶに制御信号を送る電子制御回路や＋　ＳＣＶ内のソ
レノイドに故障が発生してそのＩ　ＳＣＶが全開側に動
いたとしても、前記バイメタルで電磁弁の動きを規制す
ることにより、内燃機関への吸入空気量を抑制して、エ
ンジン回転速度を冷却水温で定まる所定値以下に制限す
るようになされている（実開昭５８−１７２０３３号公
報　実開昭５９−１１６５４８号公報）［発明が解決し
ようとする課題］ ところで、かかる従来装置では、バイメタルが正常に動
作しているときには、前述したフエールセーフは正常に
動作するが、そのバイメタルが破損したりすると、その
フエールセーフが正常に動作しなくなり、その結果、即
座に修理する必要が生じる。

しかしながら、アイドル回転速度制御装置が正常に動作
していると、冷却水温に応じて定まるバイパス吸気通路
の流量（表　第８図に示すように、バイメタルの規制値
であるガード設定値より低い側の値に制御されるから、
たとえ前述したようにパイメタルが破損しても、そのバ
イパス吸気通路の流量に影響を与えることなく、内燃機
関の回転速度の挙動としては何ら異常はみられられない
。

そのため、バイメタルが破損しても、　ドライバーは何
ら異常を認めずそのまま修理しないで使用することにな
り、不意に電子制御回路やｌ　ＳＣＶ内のソレノイド等
が故障したときに｛表　前記フエールセーフが正常に動
作しないことから、　ｌ　ＳＣＶが異常に開弁じて内燃
機関の回転速度が急上昇する問題点が生じ翫 本発明（戴　こうした間萌点に鑑みてなされたもので、
ロータリソレノイド式のｌ　ＳＣＶに備えられたバイメ
タルの損傷を確実に検出することができ、その結果、そ
のバイメタルの修理を促して、電子制御回路、　ｌ　Ｓ
ＣＶ内のソレノイド等の不意の故障に伴う内燃機関の回
転速度の急上昇を回避することができるアイドル回転速
度制御バルブの故障検出装置を提供することを目的とし
ている。

ｉ匪立璽羞 ［課題を解決するための千段］ かかる目的を達成するために、課題を解決するための手
段として、本発明は以下に示す構成を取つ九　即ち、本
発明のアイドル回転速度制御バルブの故障検出装置は、
第１図の基本的構成図に例示するように、 内燃機関Ｍ１のバイパス吸気通路Ｍ２に設けら瓢　該バ
イパス吸気通路Ｍ２を流れる吸入空気量を調整するアイ
ドル回転速度制御バルブＭ３と、前記内燃機関Ｍ１の回
転速度を含む内燃機関Ｍ１の運転状態を検出する運転状
態検出手段Ｍ４と、該運転状態検出手段Ｍ４の検出結果
に応じて前記アイドル回転速度制御バルブＭ３の開度を
制御することにより、アイドル回転速度を目標回転速度
に制御する制御手段Ｍ５と を有する内燃機関Ｍ１に備えられ、　前記アイドル回転
速度制御バルブＭ３の故障を検出するアイドル回転速度
制御バルブの故障検出装置であって、前記アイドル回転
速度制御バルブＭ３は、ソレノイドで作動する弁体Ｍ３
１と、該弁体Ｍ３１の最大開度を周囲温度により変形す
る感温部材で規制する開度規制機楕Ｍ３２とを有し、 さらに、 前記内燃機関Ｍ１の始動後に、所定時間だけ前記アイド
ル回転速度制御バルブＭ３を所定開度、強制的に開かせ
る強制開弁手段Ｍ６と、前記強制開弁手段Ｍ６により前
記アイドル回転速度制御バルブＭ３が開かれているとき
、前記運転状態検呂手段Ｍ４の検出結果の一つである内
燃機関Ｍ１の回転速度を予め定められた所定値と比較す
る比較手段Ｍ７と、 該比較手段Ｍ７で前記内燃機関Ｍ１の回転速度が前記所
定値より大きいと判断されたとき、前記アイドル回転速
度制御バルブＭ３が故障であることを検出する故障検出
手段Ｍ８と を備えることを特徴としている。

ここで、強制開弁手段Ｍ６における所定開度と｛表　開
度規制機構Ｍ３２の異常時に回転速度が充分高く上がり
、その回転速度が正常時のそれと判別できるような大き
さであればどの様な大きさでも良いが、最も好まし＜（
友　　全開状態が良い。また、同じく強制開弁手段Ｍ６
における所定時間と（友　始動直後であればどれだけの
時間でもよいが、好ましく匝　始動時の回転吹き上がり
に対応して回転が上昇しても運転者にとって違和感の感
じないような時間が良い。

［作用］ 以上のように構成された本発明のアイドル回転速度制御
バルブの故障検出装置｛よ　運転状態検出手段Ｍ４によ
って内燃機関Ｍ］の回転速度を含む内燃機関Ｍ２の運転
状態を検出し、その検呂結果に応じてアイドル回転速度
制御バルブＭ３の開度を制御手段Ｍ５によって制御する
ようになされた内燃機関Ｍ１に備えられるが、そのアイ
ドル回転速度制御バルブＭ　３　１；Ｌ　　ソレノイド
で作動する弁体Ｍ３１と、該弁体Ｍ３１の最大開度を周
囲温度により変形する感温部材で規制する開度規制機構
Ｍ３２とを有し、さらに、強制開弁手段Ｍ６によって、
内燃機関Ｍ１の始動後に、所定時間だけ前記アイドル回
転速度制御バルブＭ３を所定開度、強制的に開かせて、
そのアイドル回転速度制御バルブＭ３が開かれていると
き、比較手段Ｍ７によって、運転状態検出手段Ｍ４の検
出結果の一つである内燃機関Ｍ１の回転速度を予め定め
られた所定値と比較して、内燃機関Ｍ］の回転速度が前
記所定値より大きいと判断されたとき、故障検出手段Ｍ
８によって、アイドル回転速度制御バルブＭ３が故障で
あることを検出する。

したがって、内燃機関Ｍ］の始動後に、所定時間だけ前
記アイドル回転速度制御バルブＭ３が所定開度、強制的
に開かれると、内燃機関Ｍ］のアイドル回転速度は上昇
するが、このとき、アイドル回転速度制御バルブＭ３の
開度規制機構Ｍ３２が正常に動作せずその間度規制がな
されないとすると、内燃機関Ｍ１の回転速度は比較手段
Ｍ７で設定される所定値より大きくなることから、内燃
機関２の回転速度ＮＥがその所定値以上となるか否かを
判断することにより、アイドル回転速度制御バルブＭ３
の開度規制機構の異常を検出することができる。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

第２図は本発明の一実施例であるアイドル回転速度制御
バルブの故障検出装置を搭載した車両用の内燃機関およ
びその周辺装置を表す概略構成図である。

同図に示すように、内燃機関２の吸気管４に１山エアク
リーナ６を通った吸気が流入するが、このエアクリーナ
６には吸気温度を検出する吸気温センサ８が取り付けら
れている。また、吸気管４１二（飄　スロットルバルブ
１０が設けられており、スロットルバルブ１０の開度制
御によって内燃機関２への吸気の量が制御される。なお
、このスロットルバルブ１０には、その間度を検出する
スロットルポジションセンサ１］が備えられている。さ
らに、このスロットルバルブ１０の介挿された吸気管４
を迂回するようにバイパス吸気通路１２が形成されてお
り、バイパス吸気通路１２に｛よ　アイドル回転速度制
御バルブ（以下、　ｌ　ＳＣＶと呼ぶ）１４が介挿され
ている。

ＩＳＣＶ１４１友　バイパス吸気通路１２を通過する空
気流量を調整するロータリソレノイド式のもので、第３
図（ａ）．第３図（ｂ）に示すように、ハウジング１６
内に、バルブシャフト］８、ソレノイド２０，２２、バ
イメタル２４等を備える構成をしている。即ち、後述す
る電子制御回路からのデューティ信号によりソレノイド
２０．２２に通電されると、バルブシャフト１８が回転
し、バルブシャフト１８とハウジング１６との隙間を変
化させて、バイパス吸気通路１２を通過する空気流量を
調整して、スロットルバルブ１０とは独立して内燃機関
２への吸気量を制御すると共に、さらに、周囲温度に応
じて伸縮する（このＩＳＣＶ１４の周囲には内燃機関２
の冷却水の通路が沿わされており、その冷却水温に応じ
て実際は伸縮する）バイメタル２４でバルブシャフト１
８の回転量を規制することにより、そのバイパス吸気通
路１２を通過する空気流量を抑制して（第８図参照）、
内燃機関２の回転速度を冷却水温で定まる所定値以下に
制限する。なお、そのバイメタル２４でバルブシャフト
１８の回転量を規制する構成に関しては、従来より公知
（実開昭５８−１７２０３３号公報　実開昭５９−１１
６５４８号公報）であるので、詳しい説明は省略する。

また、吸気管４の更に下流側に｛戴　吸気の脈動を抑え
るためのサージタンク２６が形成さ札　このタンク内の
絶対圧（吸気圧）を検出するため吸気圧センサ２７が備
えられている。

一方、内燃機関２の排気管２８には、排気中の酸素濃度
から内燃機関２に供給された燃料混合気の空燃比を検出
する空燃比センサ２９や排気を浄化するための三元触媒
コンバータ３０が備えられている。

ディストリビュータ３２は、イグナイタ３４から畠力さ
れる高電圧を内燃機関２のクランク角に同期して各気簡
の点火プラグ３６に分配するためのもので、点火プラグ
３６の点火タイミングはイグナイタ３４からの高電圧出
力タイミングにより決定される。

また内燃機関２に｛上　その運転状態を検出するため１
二　上述の吸気温センサ８、スロットルポジションセン
サ１１、吸気圧センサ１７および空燃比センサ２９の他
１二　ディストリビュータ３２の口−夕の回転から内燃
機関２の回転速度ＮＥを検呂する回転速度センサ３８、
同じくロー夕の回転に応じて内燃機関２のクランク軸２
回転に１回の割合でパルス信号を畠力する気筒判別セン
サ４０、内燃機関２の冷却水温ＴＨＷを検出する水温セ
ンサ４２および車軸付近に設けられ車速Ｖに応じたパル
ス信号を発生する車速センサ４４が備えられている。ま
た、こうした内燃機関２を搭載する車両の図示しないイ
ンストルメントパネルに（上ＳＣＶ　１　４の故障を運
転者に報知する警報ランプ４５が設けられている。

前記各センサからの検土信号は、マイクロコンピュータ
を中心とする論理演算回路と″して構成される電子制御
回路４６に呂力される。電子制御回路４６（瓢　これら
検出信号に基づいて、燃料噴射弁４８を駆動して内燃機
関２への燃料噴射量を制御したり、イグナイタ３４を駆
動して点火時期を制御したり、　ｌ　ＳＣＶ　１　４を
駆動してＩＳＯ制御を実行したり、　Ｉ　ＳＣＶ　＋　
４の故障診断を実行して警報ランプ４５を点灯したりす
る。なお、前記ＳＣ制御は、回転速度センサ３８により
検呂された内燃機関１の回転速度ＮＥと、冷却水温ＴＨ
Ｗ，エアコンディショナ（図示せず）用のコンプレッサ
負荷，自動変速機（図示せず）負荷等の状態によって決
められた目標回転速度とを比較し、その差に応じたｌｓ
ｃＶ１４の制御量（デューティ比）を決定し、　ｌｓｃ
Ｖ１４を駆動するものであるが、その制御内容について
は、従来より公知であるので、詳しい説明は省略する。

電子制御回路４６｛表　第３図に示すように、予め設定
された制御プログラムに従って前記制御のための各種演
算処理を実行するＣＰＵ５０、そのｃｐｕｓｏで演算処
理を実行するために必要な制御プログラムや初期データ
が予め記憶されたＲ○Ｍ５２、ｃｐｕｓｏの実行する演
算処理を補助するため・に各種データが一時的に読み書
きされるＲＡＭ５４、電源が切られた以後にも各種デー
タを保持するようバッテリによりバックアップされたバ
ックアップＲＡＭ５５、ＣＰＵ５０で演算処理を実行す
るのに必要な制御タイミングを決定するクロツク信号を
発生するクロツク信号発生回路５６、前記各センサから
の検出信号を入力するための入力ポート５８、およびＩ
ＳＣＶ１４や燃料噴射弁４８あるいはイグナイタ３４に
駆動信号を出力したり警一報ランプ４５に点灯電圧を出
力する出力ポート６０などから構成されている。

次に、電子制御回路４６で実行されるＩｓｃＶ故障診断
ルーチンについて第５図のフローチャートを用いて説明
する。本ルーチンｌ，ｔ．　　図示しないキースイッチ
がオンされると所定時間毎に繰り返し実行される。

同図に示すように、処理が開始されると、まず、車速セ
ンサ４４、水温センサ４２および回転速度センサ３８の
検呂結果から、車速Ｖ、冷却水温ＴＨＷおよび内燃機関
２の回転速度ＮＥを読み取る（ステップ１００）。続い
て、その読み取られた車速Ｖ　ｌ）＜　Ｏ　ｋｍｂか否
か、即ち、車両は停止状態にあるか否かを判断し（ステ
ップ１１０）、続いて、同じく読み取られた冷却水温Ｔ
ＨＷが８０゜Ｃ以上か否かを判断する（ステップ１２０
）。ステップ１１０で車速Ｖ　ｈ＜　Ｏ　ｋｍ／ｈでな
いと判断されるか、ステップ］２０で冷却水温Ｔ＋ｗが
８０℃以内と判断されると、処理はｒＲＥＴＵＲＮＪに
抜けて本ルーチンを一旦終了する。一方、ステップ１１
０で車速がＯｋｍハであると判断さ札　かつステップ１
２０で冷却水温ＴＨＷが８０℃以上あると判断されると
、続いて、計時カウンタＣＮＴが２秒以内か否かを判断
する（ステップ１３ｏ）。

前記計時カウンタＣＮＴは、所定時間毎（例えば４ｍ秒
）に実行される第６図に示すような計時処理にて算出さ
れるものである。同図に示すよう二、まず、車両の始動
直後か否かを、図示しないスタータのオン状態からオフ
状態への切り替え直後か否かから判断し（ステップ２０
０）、ここで、始動直後と判断されると、計時カウンタ
ＣＮＴｔ一旦、値０にクリアし（ステップ２］○）、本
ル一チンを一旦終了する。一方、ステップ２００で、始
動直後でないと判断されると、続いてその計時カウンタ
をイ直１ずつインクリメントし（ステップ２２ｏ）、本
ルーチンを一旦終了する。即ち、本計時ルーチンによれ
（戴　車両の始動直後からの経過時間を、計時カウンタ
ＣＮＴとして算畠している。

再び第５図に戻り、ステップ１３０で計時カウンタＣＮ
Ｔが２秒以上経過していると判断されると、処理はｒＲ
ＥＴＵＲＮＪに抜けて本ルーチンを一旦終了する．一方
、ステップ１３０で計時カウンタＣＮＴが２秒以内と判
断されると、続いて、ＳＣＶ　１　４への出力信号のデ
ューティ比ＤＵＴＹを１００％にセットして、　ｌｓｃ
Ｖ１４に全開信号を呂力する（ステップ１４０）。

その後、ステップ１００で読み取られた内燃機関２の回
転速度ＮＥが１６００ｒｐｍ以上か否かを判断する（ス
テップ１５０）。ここで、ＮＥ≧１６　０　０　ｒｐｍ
と判断されると、　ｌｓｃＶ１４は故障しているとして
、′バックアップＲＡＭ５５に格納された故障フラグＦ
に値１をセットし（ステップ１６０）、警報ランプ４５
を点灯するｌ　ＳＣＶ故障表示乞実行する（ステップ１
７０）。なお、前記故障フラグＦに（表　本ルーチンの
処理が実行される前に初期値として予め値Ｏが設定され
ているものとする。

一方、ステップ１５０で、　ＮＥ＜１６００ｒｐｍと判
断されると、前記故障フラグＦが値１か否がを判断しく
ステップ］８０）、ここで、値１と判断された場合にｆ
友　ｌｓｃＶ１４は故障していると既に診断されている
のであるから、警報ランブ４５の点灯を継続すべく、前
記ステップ１７０のＩ　ＳＣＶ故障表示を実行する。一
方、ステップ１８０で、故障フラグＦが値１でないと判
断されると、処理はｒＲＥＴＵＲＮＪに抜けて本ルーチ
ンを一旦終了する。

即ち、前記＋　ｓ　ｃ’　ｖ故゛障診断ルーチンによれ
は内燃機関２の始動直後に２秒間だけｌｓｃＶ１４に全
開信号が土力さ札　そのときの内燃機開２の回転速度Ｎ
Ｅが１　６　０　０　ｒｐｍ以上とな。るか否がを判断
し、１　６　０　０　ｒｐｍ以上となったときｌｍ，Ｉ
ｓＣＶ１４の故障表示がなされる。

次１：，以上のように構成された本実施例の作用、効果
を説明する。第７図のタイミングチャートに示すよう１
二　クランキングが終了したエンジン始動直後２秒間だ
け、　ｌｓｃＶ１４に全開信号が出力されると、内燃機
関２の回転速度は上昇する。

このとき、　＋ＳＣＶ１４のバイメタル２４が破損等の
異常となってｌ　ＳＣＶ　１　４の開度が規制されない
とすると、内燃機関２の回転速度ＮＥは１６００ｒｐｍ
以上となる（時刻ｔｌ）ことから、内燃機関２の回転速
度ＮＥが１　６　０　０　ｒｐｍ以上となるか否かを判
断することにより、　ｌｓｃＶ１４のバイメタル２４の
異常を検出することができる。なお、バイメタル２４が
異常でない場合に（表　バイメタル２４によるｌ　ＳＣ
Ｖ　１　４の開度の規制がなされることから、その回転
速度ＮＥの上昇は抑えら礼　１６００ｒｐｍを越えるこ
とはなく、　ＩＳＣＶ１４の故障が検出されることもな
い。　したがって、　ドライバビリティに影響の少ない
始動時にあって、　ｌｓｃＶ１４の故阪　即ちバイメタ
ル２４の損傷等の異常を確実に検出することができ、そ
の結果、その検出結果を受けて即座にその修理が行なわ
れることとなり、電子制御回路４６、　ＩＳＣＶ１４の
ソレノイド２０．２２等の不意の故障に伴う内燃機関２
の回転速度ＮＥの急上昇を回避することができる。

なお、前記実施例において（上　始動後にＩＳＣＶ１４
に出力される信号としてデューティ比１００％の全開信
号を出力するように構成されていたが、これは必ずしも
全開にする必要はなく、バイメタル２４の異常時に回転
速度が充分高く上がり、その回転速度が正常時のそれと
判別できるような大きさであればどの様な大きさでもよ
い。

以土　本発明の一実施例を詳述してきたが、本発明は、
こうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様にて実施
することができるのは勿論のことである。

１吸二匁１ 以上詳述したように、本発明のアイドル回転速度制御バ
ルブの故障検出装責によれ｛戴　アイドル回転速度制御
バルブに備えられた感温部材の異常を確実に検呂する二
とができる。　したがって、その検出結果を受けて即座
にその修理が行なわれることとなり、電子制御回路、　
＋ＳＣＶ内のソレノイド等の不意の故障に伴う内燃機関
の回転速度の急上昇を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアイドル回転速度制御バルブの故障検
出装置の基本的構成を表す基本構成医第２図は一実施例
であるアイドル回転速度制御バルブの故障検出装置を搭
載した車両用の内燃機関およびその周辺装置を表す概略
構成医　第３図（ａ）はアイドル回転速度制御バルブの
断面旦　第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＡ−Ａ線断面医
　第４図はその実施例の電子制御回路の構成を表すブロ
ックは　第５図はその電子制御回路にて実行される故障
診断ルーチンのフローチャート、第６図一チンのフロー
チャート、第７図はその実施例の作用効果を説明するた
めに用いるタイミングチャート、第８図はアイドル回転
速度制御バルブのバイメタルの規制値を表すグラフであ
る。 Ｍ１・・・内燃機関　　　　Ｍ２・・・バイパス吸気通
路Ｍ３・・・アイドル回転速度制御バルブＭ４・・・運
転状態検出手段 ＭＳ・・・制御手段　　　　Ｍ６・・・強制開弁手段Ｍ
７・・・比較手段　　　　Ｍ８・・・故障検呂手段２・
・・内燃機関　　　　　４・・・吸気管１２・・・バイ
パス吸気通路 １４・・・アイドル回転速度制御バルブ（ＩｓｃＶ）１
８・・・バルブシャフト ２４・・・バイメタル　　　３８・・・回転速度センサ
４４・・・車速センサ　　　４５・・・警報ランプ４６
・・・電子制御回路 代理人　　　弁理士　　足立　勉（ほか２名）第 図 １０（；１ 第３図 （ａ） Ａ ２４・・・バイメタル （ｂ） 第４図 イ６’！４子制御回路 第７図 第 図 第８図 冷却水温Ｌ”ＣＪ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関のバイパス吸気通路に設けられ、該バイパス吸
   気通路を流れる吸入空気量を調整するアイドル回転速度
   制御バルブと、 前記内燃機関の回転速度を含む内燃機関の運転状態を検
   出する運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段の検出結果に応じて前記アイドル回
   転速度制御バルブの開度を制御することにより、アイド
   ル回転速度を目標回転速度に制御する制御手段と を有する内燃機関に備えられ、前記アイドル回転速度制
   御バルブの故障を検出するアイドル回転速度制御バルブ
   の故障検出装置であつて、 前記アイドル回転速度制御バルブは、ソレノイドで作動
   する弁体と、該弁体の最大開度を周囲温度により変形す
   る感温部材で規制する開度規制機構とを有し、 さらに、 前記内燃機関の始動後に、所定時間だけ前記アイドル回
   転速度制御バルブを所定開度、強制的に開かせる強制開
   弁手段と、 前記強制開弁手段により前記アイドル回転速度制御バル
   ブが開かれているとき、前記運転状態検出手段の検出結
   果の一つである内燃機関の回転速度を予め定められた所
   定値と比較する比較手段と、該比較手段で前記内燃機関
   の回転速度が前記所定値より大きいと判断されたとき、
   前記アイドル回転速度制御バルブが故障であることを検
   出する故障検出手段と を備えることを特徴とするアイドル回転速度制御バルブ
   の故障検出装置