JPH0460143A - 内燃機関の吸気装置 - 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、吸気系に介装されたスロットル弁をアクセル
操作と非連動に機関運転条件に応じた開度にフィードバ
ック制御するようにした内燃機関の吸気装置に関し、詳
しくは該スロットル弁を駆動するスロットルアクチュエ
ータのリターンスプリング異常時のフェールセーフ対策
技術に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関の吸気系にアクセル操作に連動する通常の第１
スロツトル弁と直列に第２スロツトル弁を設け、雪道走
行時等で駆動輪にスリップを生じた場合等に前記第２ス
ロツトル弁をモータで駆動されるスロットルアクチュエ
ータによって絞り制御して機関出力を減少させてスリッ
プを抑制するようにしたもの（以下トラクション制御装
置という）かある（特開昭６１−１９２８２４号公報）
。

また、アクセルペダルと機械的に切り離された１個のス
ロットル弁をアクセル操作量に応じて前記同様のスロッ
トルアクチュエータにより開度制御することにより過渡
運転時のフィーリング向上を図ったもの（以下電子スロ
ットル制御装置という）もある。

これら、スロットルアクチュエータによって駆動される
スロットル弁を備えた内燃機関の吸気装置にあっては、
スロットルセンサ或いはスロットルアクチュエータのモ
ータや駆動回路の異常を検出した場合には、モータの通
電を停止してリターンスプリングによりスロットル弁を
所定開度（トラクション制御装置では全開、電子スロッ
トル制御装置では全閉）に保持するフェールセーフ制御
を行っている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら上記従来のフェールセーフ制御では、リタ
ーンスプリングの破断等の異常には対処できず、リター
ンスプリング破断時には制御系のパラメータか異なって
しまうため、正常時と同しフィードバック制御を続ける
とハンチングによるオーバーシュートか大きくなって急
減速や急加速を繰り返したり、或いはスロットル弁かス
トッパに激しく衝突すること等が発生する。

このため、リターンスプリングの破断時にも前記通常の
フィードバック制御を停止してスロットル弁を所定開度
（トラクション制御装置では全開。

電子スロットル制御装置では全閉）に保持する必要かあ
るが、従来のフェールセーフ制御と同様にスロットルア
クチュエータのモータの通電を停止する方式ではスロッ
トル弁か所定開度に戻らず、運転性が悪化してしまう。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、スロットルアクチュエータのリターンスプリングの
異常時にも最適なフェールセーフ制御か行われるように
した内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は第１図に示すように、機関の吸気系に
、スロットルセンサて検出された開度に基づきフィード
バック制御手段から出力される信号によって駆動される
スロットルアクチュエータにより運転条件に応じた開度
にフィードバック制御されると共に、リターンスプリン
グによって所定開度方向に付勢されるスロットル弁を備
えた内燃機関の吸気装置において、前記リターンスプリ
ングの異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段
によってリターンスプリングの異常か検出された時に前
記フィードバック制御手段の作動を停止すると共にスロ
ットル弁開度を所定のフェールセーフ開度に保持させる
ようにスロットルアクチュエータを駆動するフェールセ
ーフ手段と、を設けて構成した。

〈作用〉 異常検出手段によってリターンスプリングの異常が検出
されると、フェールセーフ手段によってフィードバック
制御手段による通常のフィードバック＃制御か停止され
ると共に、スロットルアクチュエータを駆動してスロッ
トル弁開度を所定のフェールセーフ開度に保持するよう
に制御される。

これにより、リターンスプリングの異常時にも良好なフ
ェールセーフ制御が行われる。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。

トラクション制御装置に適用した一実施例のシステム構
成を示す第２図において機関の吸気通路１には、アクセ
ルペダル２にアクセルワイヤ３を介して連動操作される
第１スロツトル弁４と、その上流側に介装されたアクセ
ル操作に非連動の第２スロツトル弁５とが直列に介装さ
れている。

第２スロツトル弁５は、ロッド６を介して連結されたス
ロットルアクチュエータとしてのモータ７により開度制
御される。該第２スロツトル弁５は通常はリターンスプ
リング８の付勢力によって全開状態にあり、モータ制御
ユニット９からの制矧信号によりモータ７に電流か供給
されると、該モータ７は回転し、それに連動して第２ス
ロツトル弁５を閉じる。

また、第２スロツトル弁５の開度ＴＶＯ２は第２スロツ
トルセンサ１０により検出され、この開度ＴＶ○２信号
は、前記モータ制御ユニット９のセンサ入力回路９１に
入力されＡ／Ｄ変換された後ＣＰＵ９２に入力される。

一方、図示しないトラクションコントロールユニットか
車両の前後左右の車輪の回転速度を検出する車輪速セン
サからの信号に基づいて駆動車輪のスリップ状態を検出
し、所定以上のスリップ率発生時には第２スロツトル弁
５を絞り制御するため目標開度Ｔ　ＯＶ　２　ｏを演算
し、その信号をモータ制御ユニット９のＣＰＵ９２に出
力する。

モータ制御ユニット９は、前記第２スロツトル弁５の実
開度ＴＶＯ□を目標開度Ｔ　Ｖ　０２０に近づけるよう
に設定したフィードバック信号を駆動回路９３を介して
モータ７に出力してフィードバック制御する一方、リタ
ーンスプリング８を含む第２スロツトル弁５の割部系の
異常を診断し、異常検出時には後述するフェールセーフ
制御を行う。

尚、前記駆動回路９３は、フェールセーフリレー１１を
介してモータ駆動電源１２に接続されており、フェール
セーフリレー１１は、所定のフェールセーフ条件てＣＰ
Ｕ９２からのフェールセーフ信号によりＯＦＦされるよ
うになっている。

次に、本発明に係るリターンスプリングの異常判定を含
む、第２スロツトル弁の開度制御ルーチンを第３図に基
づいて説明する。

ステップ（図ではＳと記す）１では、モータ７や駆動回
路９３及び第２スロツトルセンサ１０等の異常を所定条
件での出力電圧の異常等によって診断する。

ステップ２ては、ステップ１の診断で何れかに異常か発
生したか否かを判定し、異常を発生したと判定された場
合は、ステップ３へ進んで前記フェールセーフリレー１
１をＯＦＦとする。

この結果、リターンスプリング８により、第２スロツト
ル弁５はフェールセーフ開度である全開に保持される。

ステップ２でステップ１の診断の何れの部分にも異常か
発生していないと判定された時はステップ４へ進んでリ
ターンスプリング８か破損しているか否かの診断を行う
。これは、例えば第２スロツトル弁５を絞り制御するト
ラクション制御の要求かない時に、第２スロツトル弁５
の開度ＴＶＯ２を読み込み、該開度ＴＶ○２が正常時に
リターンスプリング８て保持される全開状態から所定開
度以上ずれているような場合を異常と判断する。このス
テップ４の機能が異常検出手段に相当する。

ステップ５では、リターンスプリング８に異常（破損）
を生じているか否かを判別する。

そして、リターンスプリング８に異常を発生していない
と判定された場合は、ステップ６へ進みトラクンョンコ
ントロールユニットからの第２スロツトル弁５の目標開
度Ｔ　Ｖ　０２０を入力する。

ステップ６では、第２スロツトルセンサ１０から第２ス
ロツトル弁５の検出開度ＴＶＯ２を読み込む。

ステップ７では、前記目標開度ＴＶＯ□。と検出ＴＶＯ
２との偏差に応じて、駆動回路９３に出力するフィード
バック制御信号の制御値を演算する。

該制御値はＰＩＤ制画割部よって求める。

ステップ８では、前記ステップ７で演算された制御値に
相応するフィードバック制御信号を駆動回路９３に出力
する。これにより、駆動回路９３から対応する駆動信号
かステップモータ７に出力され、第２スロツトル弁５か
目標開度方向に絞り制御される。以上ステップ６〜ステ
ツプ８の部分かフィードバック割部手段の機能に相当す
る。

一方、ステップ５でリターンスプリング８に異常を発生
していると判定された場合は、ステップ１０へ進み、第
２スロツトル弁５が全開か否かを判定する。

そして、全開となっていない場合はステップ１１へ進ん
で、第２スロツトル弁５を開方向に駆動する信号を駆動
回路９３に出力する。これにより、駆動回路９３からの
駆動信号を介して第２スロツトル弁５か開方向に駆動さ
れる。

この結果、第２スロツトル弁５が全開となればステップ
９の判定がＹＥＳとなってステップ１２へ進んでモータ
７への出力を停止してモータ７の駆動を停止させる。こ
れにより、第２スロツトル弁５が全開てない限りモータ
７か駆動され（フィードバック制御ではない）第２スロ
ツトル弁５は全開に固定される。以上ステップ９．１０
．１１の部分かフェールセーフ手段に相当する。

このように、リターンスプリング８の異常時はモータ７
を駆動して第２スロツトル弁５をフェールセーフ開度で
ある全開に保持することかできフェールセーフ機能か高
められる。具体的には、正常時と同様のフィトバック制
御を行うことによる第２スロツトル弁５開度のハンチン
グ、オーバーシュートを抑制でき、延いては急減速や急
加速を防止でき、或いは第２スロツトル弁５のストッパ
への激しい衝突を避けられる。また、単にモータ７をＯ
ＦＦするだけの他と同様のフェールセーフ制御を行う場
合に第２スロツトル弁５が中途開度に放置されてエンジ
ンか吹は上からなくなるようなことも防止できる。

尚、本実施例ではトラクション制御を行う第２スロツト
ル弁の制御に適用したため、フェールセーフ開度として
全開に保持する構成のものを示したか、スロットル弁を
１個のみ備えてアクセル操作量に応じた開度にモータで
電子制御するようなものに適用する場合には、リターン
スプリング異常時のフェールセーフ開度として全開に保
持するようにモータを駆動する構成とすればよい。

このものでも、本発明にかかるリターンスプリング異常
時のフェールセーフ制御を行うことにより、前記と同様
に運転性の悪化を防止できる。

〈発明の効果〉 以上説明してきたように、本発明は開度をスロットルア
クチュエータにより電子制御されるスロットル弁のリタ
ーンスプリングの異常時においても、これを検出して所
定のフェールセーフ開度に制御することかでき、スロッ
トル弁のハンチング。

オーバーシュートに伴う運転性の悪化を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示すブロック図、第２図は、
本発明の一実施例の構成を示す図、第３図は同上実施例
の第２スロツトル開度の制御系の異常診断及びフィード
バック制御ルーチンを示すフローチャートである。 ３・・・吸気通路　　１１・・・第１スロツトル弁　　
１２・・・第２スロツトル弁　　２１・・・第１スロツ
トルセンサ　　２２・・・第２スロツトルセンサ　　４
１・・・コントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　機関の吸気系に、スロットルセンサで検出された開度
   に基づきフィードバック制御手段から出力される信号に
   よって駆動されるスロットルアクチュエータにより運転
   条件に応じた開度にフィードバック制御されると共に、
   リターンスプリングによって所定開度方向に付勢される
   スロットル弁を備えた内燃機関の吸気装置において、前
   記リターンスプリングの異常を検出する異常検出手段と
   、該異常検出手段によってリターンスプリングの異常が
   検出された時に前記フィードバック制御手段の作動を停
   止すると共にスロットル弁開度を所定のフェールセーフ
   開度に保持させるようにスロットルアクチュエータを駆
   動するフェールセーフ手段と、を設けて構成したことを
   特徴とする内燃機関の吸気装置。