JPH0318022B2

JPH0318022B2 -

Info

Publication number: JPH0318022B2
Application number: JP13555282A
Authority: JP
Inventors: Jiro Nakano; Yoshizo Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-08-03
Filing date: 1982-08-03
Publication date: 1991-03-11
Also published as: JPS5925056A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、内燃機関のアイドル回転速度制御方
法に係り、特に、電子制御燃料噴射装置を備えた
自動車用エンジンに用いるのに好適な、電気的に
駆動されるアクチユエータを含みエンジンのアイ
ドル時に導入される吸入空気の流量を制御するこ
とにより、機関のアイドル回転速度を制御する内
燃機関のアイドル回転速度制御弁の異常検出方法
に関する。

自動車用エンジン等の内燃機関の混合気の空燃
比を制御する方法の一つに、電子制御燃料噴射装
置を用いるものがある。この電子制御燃料噴射装
置を備えた内燃機関においては、例えば、エンジ
ン負荷及びエンジン回転速度等に応じて燃料噴射
時間を決定し、該燃料噴射時間だけ、例えば吸気
マニホルドに配設された、機関の吸気ポートに向
けて燃料を噴射するインジエクタを開弁すること
によつて、機関の空燃比を制御するようにされて
おり、空燃比を精密に制御することが必要な、排
気ガス浄化対策が施された自動車用エンジンに広
く用いられるようになつてきている。

この電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関に
おいては、一般に、アイドル運転時に、電気的に
駆動されるアクチユエータを含むアイドル回転速
度制御弁を用いて、スロツトル弁をバイパスして
導入される吸入空気の流量を制御することによ
り、機関のアイドル回転速度を制御するようにさ
れている。

このようなアイドル回転速度制御によれば、機
関のアイドル回転速度を適確に制御することが可
能となるものある。しかしながら、一般に、アイ
ドル回転速度制御弁の駆動回路の故障、駆動信号
線の断線、コネクタのはずれ等の不具合が発生し
て、アイドル回転速度制御弁が不作動状態とな
り、エンジンのアイドル回転速度の制御が不可能
となることがあつた。

従来このようなアイドル回転速度制御弁の故障
を検出する方法として特開昭57−86554号公報で
はアクチユエータをオンオフするトランジスタに
供給する信号とトランジスタからの出力信号との
関係から、例えばトランジスタをオンする信号を
与えているにもかかわらず出力信号がないことを
検出してアクチユエータを駆動する回路の不良を
検出している。この公報によれば回路の入力信号
と出力信号の有無の関係から回路の断線・シヨー
トを検出することができるがアクチユエータの不
作動自体を検出するものではないため、例えばト
ランジスタの出力がアクチユエータを介さずに直
接電源側と短絡してしまつた様な場合はアクチユ
エータは不作動状態であるにもかかわらずトラン
ジスタの入出力信号は正常であるためアクチユエ
ータの異常を検出できないという問題があつた。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべく成さ
れたもので、アイドル回転速度制御弁のアクチユ
エータの不作動状態を正確に検出できるアイドル
回転速度制御弁の異常検出方法を提供することを
目的とする。

本発明は、電気的に駆動されるアクチユエータ
を含み該アクチユエータを用いてエンジンのアイ
ドル時に導入される吸入空気の流量を制御するこ
とによりエンジンのアイドル回転速度を制御する
アイドル回転速度制御弁を備えた内燃機関におい
て、前記アクチユエータの出力電圧値を、前記ア
クチユエータの定常状態での出力電圧値と前記ア
クチユエータを断続的に駆動する際に発生するサ
ージ電圧値を有する基準電圧値と比較することに
より、前記アクチユエータのサージ電圧の非発生
から前記アクチユエータの不作動状態を検出する
ようにして、前記目的を達成したものである。

以下図面を参照して、本発明にかかる内燃機関
のアイドル回転速度制御方法が採用された、自動
車用エンジンの吸入空気量感知式電子制御燃料噴
射装置の実施例を詳細に説明する。

本実施例は、第１図に示す如く、外気を取り入
れるためのエアクリーナ１２と、該エアクリーナ
１２により取り入れられた吸入空気の流量を検出
するためのエアフローメータ１４と、スロツトル
ボデイ１６に配設され、運転席に配設されたアク
セルペダル（図示省略）と連動して開閉するよう
にされた、吸入空気の流量を制御するためのスロ
ツトル弁１８と、該スロツトル弁１８がアイドル
開度にあるか否かを検出するためのアイドルスイ
ツチを含むスロツトルセンサ２０と、吸気干渉を
防止するためのサージタンク２２と、前記スロツ
トル弁１８をバイパスする第１及び第２のバイパ
ス通路２４，２５と、エンジン回転速度とアイド
ル目標回転速度の差に応じて断続的に駆動され、
前記第１のバイパス通路２４の開口面積を制御す
ることによつてアイドル回転速度を制御するため
の、電流による電磁力によりオリフイス径を連続
的に変化させるアクチユエータを含むアイドル回
転速度制御弁２６と、エンジンの冷間始動時に前
記第２のバイパス通路２５の開口面積を制御する
ことによつてフアストアイドルを行うためのエア
バルブ２７と、吸気マニホルド２８に配設され
た、エンジン１０の吸気ポートに向けて燃料を噴
射するためのインジエクタ３０と、排気マニホル
ド３２に配設された、排気ガス中の残存酸素濃度
から空燃比を検知するための酸素濃度センサ３
４、前記排気マニホルド３２下流側の排気管３６
の途中に配設された触媒コンバータ３８と、エン
ジン１０のクランク軸の回転と連動して回転する
デストリビユータ軸を有するデストリビユータ４
０と、該デストリビユータ４０に内蔵された、前
記デストリビユータ軸の回転に応じて、それぞれ
上死点信号及びクランク角信号を出力する上死点
センサ４２及びクランク角センサ４４と、エンジ
ンブロツクに配設された、エンジン冷却水温を検
知するための水温センサ４６と、変速機４８の出
力軸の回転速度から車両の走行速度を検出するた
めの車速センサ５０と、前記エアフローメータ１
４出力の吸入空気量と前記クランク角センサ４４
出力のクランク角信号から求められるアイドル回
転速度に応じてエンジン１工程当りの基本噴射量
を求めると共に、これを前記スロツトルセンサ２
０の出力、前記酸素濃度センサ３４出力の空燃
比、前記水温センサ４６出力のエンジン冷却水温
等に応じて補正することによつて、燃料噴射量を
決定して、前記インジエクタ３０に開弁時間信号
を出力し、又、アイドル時は、アイドル回転速度
とアイドル目標回転速度の差に応じて、前記アイ
ドル回転速度制御弁２６を断続的に駆動すること
によつてフイードバツク制御するデジタル制御装
置５２とを備えた自動車用エンジン１０の吸入空
気量感知式電子制御燃料噴射装置において、前記
デジタル制御装置５２内で、前記アイドル回転速
度制御弁２６を断続的に駆動する際の電流遮断時
に発生すべき正極性サージ電圧の非発生から、ア
イドル回転速度制御弁２６の不作動状態を検出
し、エンジン回転速度の異常な上昇を防止するた
めに、前記インジエクタ３０に出力される開弁時
間信号を０として燃料カツトを行うようにしたも
のである。

前記デジタル制御装置５２は、第２図に詳細に
示す如く、各種演算処理を行うための、例えばマ
イクロプロセツサからなる中央処理装置（CPU
と称する）６０と、前記エアフローメータ１４、
酸素濃度センサ３４、水温センサ４６等から入力
されるアナログ信号を、デジタル信号に変換して
順次CPU６０に取り込むためのマルチプレクサ
付アナログ入力ポート６２と、前記スロツトルセ
ンサ２０のアイドルスイツチ、上死点センサ４
２、クランク角センサ４４、車速センサ５０等か
ら入力されるデジタル信号を、CPU６０に取り
込むためのデジタル入力ポート６４と、プログラ
ム或いは各種定数等を記憶するためのリードオン
リーメモリ（ROMと称する）６６と、CPU６０
における演算データ等を一時的に記憶するための
ランダムアクセスムメモリ（RAMと称する）６
８と、機関停止時にも補助電源から給電されて記
憶を保持できるバツクアツプ用ランダムアクセス
メモリ（バツクアツプRAMと称する）７０と、
CPU６０の演算結果に応じて前記アイドル回転
速度制御弁（ISCV）２６を駆動するための駆動
回路７２と、該駆動回路７２によつて断続的に駆
動されるアイドル回転速度制御弁２６の正極性サ
ージ電圧を分圧するための分圧回路７４と、該分
圧回路７４の出力を所定の比較電圧と比較する比
較回路７６と、前記CPU６０及び比較回路７６
の出力に応じてアイドル回転速度制御弁２６の不
作動状態を判定してCPU６０に取り込むための
判定回路７８と、該判定回路７８及び前記CPU
６０を電源投入時に初期化するためのリセツト回
路８０と、前記CPU６０の演算結果に応じて前
記インジエクタ３０を駆動するための駆動回路８
２と、前記各構成機器間を接続するためのコモン
バス８４とから構成されている。

前記分圧回路７４は、第３図に詳細に示す如
く、前記駆動回路７２に出力段としてオンオフさ
れている駆動トランジスタ８６を介して、前記ア
イドル回転速度制御弁２６の励磁コイル２６ａに
印加されているアイドル回転速度制御弁駆動信号
電圧V₁を分圧するための抵抗器７４ａ，ｂから
なる。

又、前記比較回路７６は、同じく第３図に詳細
に示す如く、基準電圧V₃を発生するための抵抗
器７６ａ及びツエナーダイオード７６ｂと、前記
基準電圧V₃と前記分圧回路７４で分圧されたア
クチユエータの出力電圧に相当する分圧電圧V₂
を比較する比較器７６ｃとから構成されている。
ここで、前記基準電圧V₃は、アイドル回転速度
制御弁駆動信号電圧V₁の分圧電圧V₂における正
極性サージ電圧の中間的な値に設定されており、
比較回路７６は、この基準電圧V₃よりも駆動信
号電圧V₁の分圧電圧V₂が大きい時に、低レベル
の信号V₄を発生する。

前記判定回路７８は、同じく第３図に詳細に示
す如く、フリツプフロツプ回路で構成されてお
り、比較回路７６が低レベル信号Ｌを発生する
と、その出力V₅を高レベル信号Ｈに反転する。
この判定回路７８は、前記CPU６０の出力V₆に
応じて、所定時間毎にリセツトされている。従つ
て、この判定回路７８は、前記CPU６０の出力
により低レベルにリセツトされた後、再び、比較
回路７６の発生する低レベル信号Ｌにより高レベ
ルに反転し、CPU６０は、再び入力ポートから
これを読み込み、高レベルであることを検出した
後、出力ポートからクリヤ信号V₆を発生し、判
定回路７８の出力を低レベルにするという動作を
繰返す。

前記リセツト回路８０は、同じく第３図に詳細
に示す如く、例えば5Vとされた安定電源の出力
が一端に印加される抵抗器８０ａと、該抵抗器８
０ａの他探をアースするコンデンサ８０ｂとから
構成されており、電源投入時に前記判定回路７８
及びCPU６０にリセツト信号を出力する。

前記駆動回路８２の出力は、同じく第３図に詳
細に示す如く、その出力段としてオンオフされて
いる駆動トランジスタ８８を介してインジエクタ
３０の励磁コイル３０ａに印加されている。図に
おいて、９０は抵抗器である。

以下作用を説明する。

前記CPU６０の演算結果に応じてて、駆動回
路７２及び駆動トランジスタ８６を介してアイド
ル回転速度制御弁２６の励磁コイル２６ａに印加
された駆動信号電圧V₁は、分圧回路７４によつ
て分圧されて分圧電圧V₂となる。この分圧電圧
V₂は、比較回路７６に入力され、基準電圧V₃と
比較される。比較回路７６は、基準電圧V₃より
も分圧電圧V₂の方が大きい時、即ち、断続的に
駆動されているアイドル回転速度制御弁２６が正
常に動作しており、所定の正極性サージ電圧が発
生している時には、周期的に低レベルの信号を発
生している。判定回路７８は、比較回路４６が低
レベル信号を発生すると、その出力を高レベルに
反転する。CPU６０は、所定の時間間隔、例え
ば４ミリ秒毎に入力ポートの信号V₅のレルを読
み込み、高レベルにあることを検出した後、別の
出力ポートから判定回路７８出力のクリヤ信号と
して、所定の低レベル信号V₆を発生する。従つ
て、アイドル回転速度制御弁２６が動作状態にあ
る時には、第４図に示す時刻t₀〜t₁の間の如く、
CPU６０に入力される判定回路７８の出力V₅が、
アイドル回転速度制御弁２６の駆動間隔に一致す
る周期で反転されている。

今、時刻t₁において、駆動回路７２のコネクタ
がはずれたと仮定すると、駆動トランジスタ８６
はアイドル回転速度制御弁２６を駆動することが
できなくなり、、従つて、正極性サージ電圧が発
生しなくなる。このため、CPU６０によつてク
リヤされた判定回路７８の出力信号は、低レベル
のままとなり、時刻t₂において、CPU６０がその
出力レベルを入力ポートから読み込んだ時に、低
レベル、即ち異常信号として検出される。第４図
の例では、判定回路７８の出力が連続して２回低
レベルであることを検出した時、フエイルセーフ
処理である燃料カツトを行うようにしている。

前記CPU６０内における異常判定処理の流れ
図を第５図に示す。

この異常判定処理は、アイドル回転速度制御弁
２６の駆動周波数に適した一定時刻毎の割り込み
処理として行われており、例えば、４ミリ秒毎の
割り込み処理ルーチンで処理されている。この割
り込み処理ルーチンにおいては、まずステツプ１
０１で、、CPU６０の入力ポートから、判定回路
７８出力の信号レベルの読み込みを行う。次い
で、ステツプ１０２に進み、読み込まれた信号レ
ベルが高レベルであるか否かを判定する。判定結
果が正である時、即ち、今回はアイドル回転速度
制御弁２６が正常に動作したと判断される時に
は、ステツプ１０３に進み、異常状態に対応する
低レベルの読み込み回数を計数しているアイドル
回転速度制御（ISC）異常カウンタが０であるか
否かを判定する。判定結果が否である時には、ア
イドル回転速度制御弁２６の駆動信号がそれまで
異常であつたものが正常に戻つたと判断されるた
め、ステツプ１０４に進み、ISC異常カウンタの
値を０にクリヤすると共に、燃料カツトのために
使用される異常フラグもクリアする。該ステツプ
１０４終了後、或いは前出ステツプ１０３におけ
る判定結果が正であり、アイドル回転速度制御弁
２６が正常に動作を続けている場合には、ステツ
プ１０５に進み、判定回路７８の出力信号を低レ
ベルに戻すための、所定のパルス幅の低レベル信
号を出力ポートから発生して、判定回路７８の出
力をクリアする。

一方、前出ステツプ１０２における判定結果が
否である時、即ち、アイドル回転速度制御弁２６
が異常状態にあると判断される時には、ステツプ
１０６に進み、ISC異常カウンタを１だけカウン
トアツプする。次いで、ステツプ１０７に進み、
ISC異常カウンンタの計数値が判定値（第４図の
例では２）以上であるか否かを判定する。判定結
果が正である時、即ち、アイドル回転速度制御弁
２６の異常状態が判定回数以上継続していると判
断される時には、ステツプ１０８に進み、異常フ
ラグをセツトして燃料カツトが行われるようにす
ると共に、ISC異常カウンタの計数値がオーバー
フローするのを防止するため、ISC異常カウンタ
に判定値（この場合は２）を入れて置く。ステツ
プ１０８或いは１０５終了後、或いは、前出ステ
ツプ１０７における判定結果が否である時には、
他の燃料噴射量の演算、或いは、アイドル回転速
度制御のための演算を実行した後、４ミリ秒割り
込み処理ルーチンを終了してメインルーチンに戻
る。

第５図に示すような４ミリ秒割り込みルーチン
によつて設定された異常フラグに基づく燃料カツ
トは、例えば第６図に示すような燃料噴射処理ル
ーチン内で行われる。

即ち、例えばエンジンのクランク角度が所定角
度となる毎に、第６図に示すような燃料噴射処理
ルーチンに入り、そのステツプ２０１で、異常フ
ラグがセツトされているか否かを判定する。判定
結果が否である場合には、ステツプ２０２に進
み、インジエクタ３０を開くことによつて、通常
の噴射制御を行つて、燃料噴射が行われるように
する。一方、前出ステツプ２０１における判定結
果が正である場合、即ち、アイドル回転速度制御
弁２６が異常状態にある場合には、ステツプ２０
２を行うことなく、即ち、インジエクタ３０を開
くための駆動トランジスタ８８に開弁時間信号を
送出する制御を行うことなくメインルーチンに戻
る。

本実施例においては、アイドル回転速度制御弁
２６が異常状態となつた時のフエイルセイフ処理
として、燃料カツトを行うようにしているので、
フエイルセイフ処理が容易である。なおフエイル
セイフ処理は、それに限定されず、例えば、減速
時のエンジン高回転時に燃料カツトを行うことに
よつて燃費性能を向上するために用いられている
燃料カツト回転速度を、平常値からアイドル目標
回転速度より若干高い値迄引き下げるようにした
り、或いは、前記アイドル回転速度制限弁と独立
に駆動されるバイパスエア遮断弁をバイパス通路
２４に設け、該バイパスエア遮断弁により、バイ
パスエアの流通を遮断するようにすることも可能
である。

前記実施例は、本発明を、吸入空気量感知式の
電子制御燃料噴射装置が採用された自動車用エン
ジンに適用したものであるが、本発明の適用範囲
はこれに限定されず、吸気管圧力感知式の電子制
御燃料噴射装置を備えた自動車用エンジン、或い
は、一般の内燃機関にも同様に適用できることは
明らかである。

以上説明した通り、本発明によれば、アイドル
回転速度制御弁の電源系統、駆動トランジスタ間
のワイヤ及びコネクタ、駆動トランジスタとその
前段の不具合（断線、故障）等によるアイドル回
転速度制御弁の不作動状態を正確に検出すること
ができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内燃機関のアイドル回
転速度制御方法が採用された、自動車用エンジン
の吸入空気量式感知電子制御燃料噴射装置の実施
例の構成を示す、一部ブロツク線図を含む断面
図、第２図は、前記実施例で用いられているデジ
タル制御装置の構成を示すブロツク線図、第３図
は、同じく、分圧回路、比較回路、判定回路、リ
セツト回路の構成を示す回路図、第４図は、前記
実施例における各部動作波形を示す線図、第５図
は、前記実施例で用いられている。中央処理装置
内の４ミリ秒割り込み処理ルーチンを示す流れ
図、第６図は、同じく燃料噴射処理ルーチンの要
部を示す流れ図である。１０……エンジン、１４……エアフローメー
タ、１８……スロツトル弁、２０……スロツトル
センサ、２４……バイパス通路、２６……アイド
ル回転速度制御弁、３００……インジエクタ、４
０……デストリビユータ、４４……クランク角セ
ンサ、５２……デジタル制御装置、６０……中央
処理装置、７２，８２……駆動回路、７４……分
圧回路、７６……比較回路、７８……判定回路、
８０……リセツト回路、８６，８８……駆動トラ
ンジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

１電気的に駆動されるアクチユエータを含み該
アクチユエータを用いてエンジンのアイドル時に
導入される吸入空気の流量を制御することによ
り、エンジンのアイドル回転速度を制御するアイ
ドル回転速度制御弁を備えた内燃機関において、
前記アクチユエータの出力電圧値を、前記アクチ
ユエータの定常状態での出力電圧値と前記アクチ
ユエータを断続的に駆動する際に発生するサージ
電圧値との中間の値を有する基準電圧値と比較す
ることにより、前記アクチユエータのサージ電圧
の非発生から前記アクチユエータの不作動状態を
検出するようにしたことを特徴とする内燃機関の
アイドル回転速度制御弁の異常検出方法。