JPH0681702A - Malfunction detector for throttle valve - Google Patents

Malfunction detector for throttle valve

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Publication number
JPH0681702A
JPH0681702A JP23041492A JP23041492A JPH0681702A JP H0681702 A JPH0681702 A JP H0681702A JP 23041492 A JP23041492 A JP 23041492A JP 23041492 A JP23041492 A JP 23041492A JP H0681702 A JPH0681702 A JP H0681702A
Authority
JP
Japan
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throttle valve
opening
mathematical model
throttle
estimated
Prior art date
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Pending
Application number
JP23041492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Hara
光雄 原
Shigeru Kamio
神尾　　茂
Hitoshi Tasaka
仁志 田坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
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Publication of JPH0681702A publication Critical patent/JPH0681702A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect a malfunction in a throttle valve even when driving conditions are changed by correcting a mathematical model for a throttle valve control system by a mathematical model correcting means, and detecting malfunction on the basis of the corrected mathematical model. CONSTITUTION:A malfunction detector is provided with operating conditions detecting means for detecting the operating conditions of an internal combustion engine 1, and a mathematical model correcting means 21 for correcting a mathematical model on the basis of the operating conditions detected by the operating conditions detecting means. The mathematical model correcting means corrects a coefficient in the mathematical model for the throttle valve control system on the basis of temperature T of a direct current motor for driving the valve and a terminal voltage of a battery, and an estimated opening calculating means calculates an estimated opening from an objective opening on the basis of this corrected mathematical model. A throttle opening detected by an actual opening detecting means 9 is in favorable conformity with the assumed opening regardless of the operating conditions of the internal combustion engine. When a deviation between the estimated opening and the actual opening is larger than the specified value, a malfunction flag is set.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スロットルバルブの異
常を検出するスロットルバルブの異常検出装置に関し、
詳しくは、スロットルバルブが指令どうりに正常に作動
しているか否かを検出するスロットルバルブの異常検出
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a throttle valve abnormality detecting device for detecting abnormality of a throttle valve,
More specifically, the present invention relates to a throttle valve abnormality detection device that detects whether or not a throttle valve is normally operating according to a command.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、内燃機関ではスロットルバルブを
モータなどのアクチュエータで駆動し、そのアクチュエ
ータに指令を与えてスロットル開度を調整している。ま
た、これらの内燃機関では、スロットルバルブが指令ど
うり動かなくなり、内燃機関の回転数などが制御不能に
なるのを未然に防止するため、実際のスロットル開度
（実開度）をセンサなどにより検出し、指令された目標
開度と比較することによってスロットルバルブの異常を
検出する装置が使用されている。ところが、スロットル
バルブに指令を与えてから実開度が目標開度となるまで
には所定の遅れ時間があるため、この種の装置では定常
的な状態、すなわち、目標開度が所定時間一定に保持さ
れた状態でしか異常を検出することができなかった。2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, a throttle valve is driven by an actuator such as a motor, and a command is given to the actuator to adjust the throttle opening. In addition, in these internal combustion engines, the actual throttle opening (actual opening) is detected by a sensor in order to prevent the throttle valve from moving in accordance with the command and causing the engine speed to become uncontrollable. There is used a device that detects an abnormality of the throttle valve by detecting and comparing it with a commanded target opening. However, since there is a predetermined delay time from when a command is given to the throttle valve until the actual opening reaches the target opening, this type of device has a steady state, that is, the target opening remains constant for a predetermined time. The abnormality could be detected only while it was held.

【０００３】そこで、例えば特開平２−１９１８２８号
公報に記載のように、上記スロットルバルブ制御系の数
学モデルに基づき、上記目標開度からスロットルバルブ
の開度を推定し、この推定されたスロットル開度（推定
開度）と上記実開度とを比較してスロットルバルブが正
常か否かを判断する装置が提案されている。この種の装
置では、過渡状態におけるスロットル開度の変化を数学
モデルに基づいて推定することができるので、過渡状態
においてもスロットルバルブの異常を検出することがで
きる。このため、突発的な故障による異常も速やかに検
出して、内燃機関の回転数などが制御不能になるのを良
好に防止することができる。Therefore, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-191828, the throttle valve opening is estimated from the target opening based on the mathematical model of the throttle valve control system, and the estimated throttle opening is performed. There is proposed a device that compares the degree (estimated opening) with the actual opening to determine whether the throttle valve is normal. In this type of device, since the change in the throttle opening in the transient state can be estimated based on the mathematical model, the abnormality of the throttle valve can be detected even in the transient state. Therefore, an abnormality due to a sudden failure can be detected promptly, and it is possible to favorably prevent the rotational speed of the internal combustion engine from becoming uncontrollable.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、スロットル
バルブ制御系の数学モデルは内燃機関の運転状態に応じ
て変化する。例えば、直流モータをアクチュエータとし
てスロットルバルブを駆動する場合、スロットルバルブ
制御系の応答性は図６，７に例示するように変化する。However, the mathematical model of the throttle valve control system changes according to the operating state of the internal combustion engine. For example, when a throttle valve is driven by using a DC motor as an actuator, the responsiveness of the throttle valve control system changes as illustrated in FIGS.

【０００５】すなわち、図６に例示するように、アクチ
ュエータの温度が上昇するに従い、実開度の目標開度に
対する応答速度は徐々に低下する。また、図７に例示す
るように、バッテリ電圧が低下するに従い、実開度の目
標開度に対する応答速度は徐々に低下する。That is, as illustrated in FIG. 6, the response speed of the actual opening to the target opening gradually decreases as the temperature of the actuator rises. Further, as illustrated in FIG. 7, the response speed of the actual opening to the target opening gradually decreases as the battery voltage decreases.

【０００６】従来は、最も一般的な運転状態に対応する
数学モデルを設定し、その数学モデルに基づいてスロッ
トルバルブの異常を検出していた。しかし、上述したよ
うにスロットルバルブ制御系の応答性は内燃機関の運転
状態に応じて変化する。このため、内燃機関の運転状態
が一般的な状態から外れると正確に異常を検出すること
ができなくなり、場合によっては、異常の検出が遅れた
り、スロットルバルブが正常に動作しているにも関わら
ず異常であると判断したりすることがあった。Conventionally, a mathematical model corresponding to the most general operating condition is set, and an abnormality of the throttle valve is detected based on the mathematical model. However, as described above, the responsiveness of the throttle valve control system changes according to the operating state of the internal combustion engine. Therefore, when the operating state of the internal combustion engine deviates from a general state, it becomes impossible to accurately detect the abnormality, and in some cases, the abnormality detection may be delayed or the throttle valve may operate normally. There was a case that it was judged abnormal.

【０００７】そこで本発明は、運転状態が変化しても正
確にスロットルバルブの異常を検出することのできるス
ロットルバルブの異常検出装置を提供することを目的と
してなされた。Therefore, the present invention has been made for the purpose of providing a throttle valve abnormality detecting device capable of accurately detecting an abnormality of the throttle valve even when the operating state changes.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明は、図８に例示するように内燃機関の
吸気通路に設けられたスロットルバルブと、上記スロッ
トルバルブの目標開度を指令する目標開度指令手段と、
上記目標開度に基づいてスロットルバルブを駆動するス
ロットル駆動手段と、上記スロットル駆動手段を含む上
記スロットルバルブ制御系の数学モデルに基づき、上記
目標開度から上記スロットルバルブの推定開度を算出す
る推定開度算出手段と、上記スロットルバルブの実開度
を検出する実開度検出手段と、上記スロットルバルブの
上記実開度と上記推定開度とを比較してスロットルバル
ブが正常か否かを判断する判断手段と、を備えたスロッ
トルバルブの異常検出装置において、上記内燃機関の運
転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出
手段にて検出された運転状態に基づき、上記数学モデル
を補正する数学モデル補正手段と、を設けたことを特徴
とするスロットルバルブの異常検出装置を要旨としてい
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a throttle valve provided in an intake passage of an internal combustion engine and a target opening degree of the throttle valve as shown in FIG. Target opening command means for commanding,
Estimating the estimated opening of the throttle valve from the target opening based on a mathematical model of the throttle valve control system including the throttle driving means for driving the throttle valve based on the target opening and the throttle driving means. An opening degree calculating means, an actual opening degree detecting means for detecting the actual opening degree of the throttle valve, and the actual opening degree of the throttle valve and the estimated opening degree are compared to judge whether the throttle valve is normal or not. In the throttle valve abnormality detecting device including the determining means, the operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine and the operating state detected by the operating state detecting means are used to calculate the mathematical model. The gist is an abnormality detecting device for a throttle valve, which is provided with a mathematical model correcting means for correcting.

【０００９】[0009]

【作用】このように構成された本発明では、数学モデル
補正手段は、運転状態検出手段にて検出された運転状態
に基づきスロットルバルブ制御系の数学モデルを補正
し、推定開度算出手段はこの補正された数学モデルに基
づきスロットルバルブの推定開度を算出する。このた
め、算出された推定開度によれば、過渡状態におけるス
ロットル開度も内燃機関の運転状態に応じて正確に推定
することができる。In the present invention thus constructed, the mathematical model correcting means corrects the mathematical model of the throttle valve control system based on the operating state detected by the operating state detecting means, and the estimated opening degree calculating means The estimated opening of the throttle valve is calculated based on the corrected mathematical model. Therefore, according to the calculated estimated opening degree, the throttle opening degree in the transient state can also be accurately estimated according to the operating state of the internal combustion engine.

【００１０】従って、スロットルバルブが正常であれ
ば、実開度検出手段にて検出されたスロットル開度は、
内燃機関の運転状態に関わらず上記推定開度と良好に一
致する。また、判断手段はこの推定開度と実開度とを比
較してスロットルバルブが正常か否かを判定する。この
ため、運転状態が変化してもスロットルバルブの異常を
正確に検出することができる。Therefore, if the throttle valve is normal, the throttle opening detected by the actual opening detecting means is
It agrees well with the above estimated opening regardless of the operating state of the internal combustion engine. Further, the judging means compares the estimated opening degree with the actual opening degree to judge whether or not the throttle valve is normal. Therefore, the abnormality of the throttle valve can be accurately detected even if the operating state changes.

【００１１】[0011]

【実施例】次に本発明の実施例を、図面と共に説明す
る。図１は、実施例のスロットルバルブの異常検出装置
の構成を表すブロック図である。図に示すように、内燃
機関１の吸気管３には、その流路面積を調整するスロッ
トルバルブ５が回動自在に設けられている。スロットル
バルブ５の回動軸５ａ両端は、スロットル駆動手段とし
ての直流モータ７と、実開度検出手段としてのスロット
ルポジションセンサ９とがそれぞれ接続されている。ま
た、スロットルバルブ５は回動軸５ａと同軸状に設けら
れた円筒コイルバネ１１によって閉方向に付勢されてい
る。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a throttle valve abnormality detection device according to an embodiment. As shown in the figure, the intake pipe 3 of the internal combustion engine 1 is rotatably provided with a throttle valve 5 for adjusting the flow passage area thereof. A DC motor 7 as a throttle driving means and a throttle position sensor 9 as an actual opening detecting means are connected to both ends of the rotary shaft 5a of the throttle valve 5, respectively. The throttle valve 5 is biased in the closing direction by a cylindrical coil spring 11 provided coaxially with the rotating shaft 5a.

【００１２】次に、スロットルポジションセンサ９が発
生する信号は、アクセル１３に設けられた目標開度指令
手段としてのアクセルポジションセンサ１５の信号、直
流モータ７に電力を供給するバッテリ１７の＋端子電
圧、および直流モータ７の温度を検出する温度センサ１
９の信号と共に電子制御回路２１の入力インタフェース
２１ａに入力される。Next, a signal generated by the throttle position sensor 9 is a signal of an accelerator position sensor 15 as a target opening instruction means provided in the accelerator 13, and a + terminal voltage of a battery 17 for supplying electric power to the DC motor 7. , And a temperature sensor 1 for detecting the temperature of the DC motor 7
It is input to the input interface 21a of the electronic control circuit 21 together with the signal of 9.

【００１３】電子制御回路２１は、各種演算処理を行な
うＣＰＵ２１ｂ，各種データを一時的に記憶するＲＡＭ
２１ｃ，各種制御のプログラムやマップを記憶したＲＯ
Ｍ２１ｄを主要部とする周知のマイクロコンピュータで
ある。また、電子制御回路２１はＣＰＵ２１ｂにて処理
されたデータを出力する出力インタフェース２１ｅおよ
び出力インタフェース２１ｅを介して出力されるデータ
を駆動信号に変換して直流モータ７などに出力する駆動
回路２１ｆを備えており、入力インタフェース２１ａ，
ＣＰＵ２１ｂ，ＲＡＭ２１ｃ，ＲＯＭ２１ｄ，および出
力インタフェース２１ｅはコモンバス２１ｇを介して電
気的に接続されている。The electronic control circuit 21 includes a CPU 21b for performing various arithmetic processes and a RAM for temporarily storing various data.
21c, RO storing various control programs and maps
This is a well-known microcomputer whose main part is M21d. The electronic control circuit 21 also includes an output interface 21e for outputting data processed by the CPU 21b and a drive circuit 21f for converting data output via the output interface 21e into a drive signal and outputting the drive signal to the DC motor 7 or the like. Input interface 21a,
The CPU 21b, RAM 21c, ROM 21d, and output interface 21e are electrically connected via the common bus 21g.

【００１４】このように構成された電子制御回路２１
は、バッテリ１７の＋端子電圧、並びにスロットルポジ
ションセンサ９，アクセルポジションセンサ１５，およ
び温度センサ１９が発生する信号に基づいて直流モータ
７を駆動するスロットル開度制御処理を実行する。次
に、このスロットル開度制御処理を図２〜図５に基づい
て説明する。The electronic control circuit 21 thus configured
Performs a throttle opening control process for driving the DC motor 7 based on the + terminal voltage of the battery 17 and the signals generated by the throttle position sensor 9, the accelerator position sensor 15, and the temperature sensor 19. Next, the throttle opening control process will be described with reference to FIGS.

【００１５】図２はスロットル開度制御処理のメインル
ーチンを表すフローチャートである。なお、この処理は
内燃機関１の運転中所定時間毎に実行される処理であ
る。処理を開始すると、先ずステップ２０１では、後述
する異常検出ルーチンによりスロットルバルブ５に異常
があるか否かを検出する。続くステップ２０３では、ス
テップ２０１の検出結果に基づき、後述する目標開度算
出ルーチンによりスロットルバルブ５の目標開度を算出
して処理を終了する。FIG. 2 is a flow chart showing a main routine of throttle opening control processing. It should be noted that this process is a process executed every predetermined time during the operation of the internal combustion engine 1. When the processing is started, first in step 201, it is detected whether or not there is an abnormality in the throttle valve 5 by an abnormality detection routine described later. In the following step 203, based on the detection result of step 201, the target opening of the throttle valve 5 is calculated by the target opening calculation routine described later, and the process ends.

【００１６】図３は上記スロットル開度制御処理の異常
検出ルーチンを表すフローチャートである。なお、この
処理では、図４のマップｍａｐ−ｔａ（詳しくは後述す
る）に基づいて算出される目標開度ＴＴＡを、 Ｆ（Ｓ）＝ａＳ2＋ｂＳ＋ｃ／ｄＳ＋ｅ なる２次の伝達関数によって変換して推定開度ＨＴＡを
算出し、スロットルポジションセンサ９により検出され
た実開度ＴＡと比較することによりスロットルバルブ５
の異常を検出している。FIG. 3 is a flowchart showing an abnormality detection routine of the throttle opening control process. In this process, the target opening degree TTA calculated based on the map map-ta (details will be described later) in FIG. 4 is converted by a quadratic transfer function F (S) = aS 2 + bS + c / dS + e. Then, the estimated opening degree HTA is calculated and compared with the actual opening degree TA detected by the throttle position sensor 9 to determine the throttle valve 5
The abnormality of is detected.

【００１７】処理を開始すると、先ずステップ３０１に
て、伝達関数Ｆ（Ｓ）における係数ａ〜ｅを、次のよう
に設定する。すなわち、温度センサ１９にて検出した直
流モータ７の温度Ｔとバッテリ１７の＋端子電圧Ｖと
を、所定のマップｍａｐａに代入して得られる値ｍａｐ
ａ（Ｔ，Ｖ）を係数ａとする。同様に、温度Ｔ，＋端子
電圧Ｖをマップｍａｐｂ，ｍａｐｃ，ｍａｐｄ，ｍａｐ
ｅに代入して得られる値、ｍａｐｂ（Ｔ，Ｖ），ｍａｐ
ｃ（Ｔ，Ｖ），ｍａｐｄ（Ｔ，Ｖ），ｍａｐｅ（Ｔ，
Ｖ）を、それぞれ係数ｂ，ｃ，ｄ，ｅとする。なお、各
マップｍａｐａ〜ｍａｐｅは、種々の温度Ｔ，＋端子電
圧Ｖにおいて実測したスロットルバルブ５の応答性変化
に基づいて設定されている。なお、マップｍａｐａ〜ｍ
ａｐｅは、理論式によって算出・設定してもよい。When the processing is started, first, at step 301, the coefficients a to e in the transfer function F (S) are set as follows. That is, a value map obtained by substituting the temperature T of the DC motor 7 detected by the temperature sensor 19 and the + terminal voltage V of the battery 17 into a predetermined map mapa.
Let a (T, V) be the coefficient a. Similarly, the temperature T and the + terminal voltage V are set to map mapbb, mapc, mapd, map.
value obtained by substituting for e, mapb (T, V), map
c (T, V), mapd (T, V), mape (T,
V) are coefficients b, c, d and e, respectively. The maps mapa to map are set based on the responsiveness change of the throttle valve 5 measured at various temperatures T and + terminal voltage V. In addition, maps mapa-m
The ape may be calculated and set by a theoretical formula.

【００１８】続くステップ３０３では、図４のマップｍ
ａｐ−ｔａに基づいて図示しない他のルーチンにより算
出される目標開度ＴＴＡから、上記係数ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅを用いた次の数式によってスロットルバルブ５の
推定開度ＨＴＡを算出する。すなわち、 ａ＊ＴＴＡn＋ｂ＊ＴＴＡn-1＋ｃ＊ＴＴＡn-2＋ｄ＊ＨＴＡn-1＋ｅ＊ＨＴＡn-2 にて算出される値を推定開度ＨＴＡとする。ここで上式
において、ＴＴＡn ，ＴＴＡn-1，ＴＴＡn-2は、今回処
理時，前回処理時，前前回処理時の目標開度ＴＴＡを、
ＨＴＡn-1，ＨＴＡn-2は、前回処理時，前前回処理時の
推定開度ＨＴＡを表している。この処理によって、目標
開度ＴＴＡを二次の伝達関数Ｆ（Ｓ）によって変換し、
推定開度ＨＴＡを算出することができる。そして、こう
することにより、目標開度ＴＴＡが変化した過渡状態に
おけるスロットル開度も、温度Ｔ，＋端子電圧Ｖに応じ
て正確に推定することができる。In the following step 303, the map m in FIG.
From the target opening degree TTA calculated by another routine (not shown) based on ap-ta, the coefficients a, b, c,
The estimated opening HTA of the throttle valve 5 is calculated by the following mathematical expression using d and e. That is, the value calculated by a * TTAn + b * TTAn-1 + c * TTAn-2 + d * HTAn-1 + e * HTAn-2 is the estimated opening degree HTA. Here, in the above equation, TTAn, TTAn-1, TTAn-2 are target opening degrees TTA at the time of the current processing, the previous processing, and the previous previous processing,
HTAn-1 and HTAn-2 represent the estimated opening degrees HTA during the previous processing and the previous previous processing. By this processing, the target opening degree TTA is converted by the quadratic transfer function F (S),
The estimated opening degree HTA can be calculated. Then, by doing so, the throttle opening in the transitional state in which the target opening TTA has changed can also be accurately estimated according to the temperature T and the + terminal voltage V.

【００１９】続くステップ３０５では、算出された推定
開度ＨＴＡとスロットルポジションセンサ９により検出
された実開度ＴＡとの偏差ＥＴＡを算出し、ステップ３
０７にて偏差ＥＴＡの絶対値が所定値ＫＥＴＡより大き
いか否かを判断する。偏差ＥＴＡの絶対値が所定値ＫＥ
ＴＡより大きい場合は、ステップ３０９にてスロットル
バルブ５の異常を示す異常フラグＸＦＡＩＬをセットし
て一旦処理を終了する。また、偏差ＥＴＡの絶対値が所
定値ＫＥＴＡ以下である場合は、ステップ３１１にて異
常フラグＸＦＡＩＬをリセットして一旦処理を終了す
る。In the following step 305, a deviation ETA between the calculated estimated opening degree HTA and the actual opening degree TA detected by the throttle position sensor 9 is calculated.
At 07, it is determined whether the absolute value of the deviation ETA is larger than the predetermined value KETA. The absolute value of the deviation ETA is the predetermined value KE
If it is larger than TA, the abnormality flag XFAIL indicating the abnormality of the throttle valve 5 is set in step 309, and the processing is temporarily terminated. If the absolute value of the deviation ETA is less than or equal to the predetermined value KETA, the abnormality flag XFAIL is reset in step 311, and the process is temporarily terminated.

【００２０】前述したように、推定開度ＨＴＡは直流モ
ータ７の温度Ｔ，バッテリ１７の＋端子電圧Ｖに応じて
正確に推定されているので、スロットルバルブ５が正常
であれば、推定開度ＨＴＡと実開度ＴＡとは良好に一致
する。このため、スロットルバルブ５が正常であれば推
定開度ＨＴＡと実開度ＴＡとの偏差ＥＴＡは±ＫＥＴＡ
の範囲に収まる。本ルーチンでは、偏差ＥＴＡが±ＫＥ
ＴＡの範囲に収まっているか否かによって正確にスロッ
トルバルブ５の異常を検出することができる。As described above, the estimated opening degree HTA is accurately estimated according to the temperature T of the DC motor 7 and the + terminal voltage V of the battery 17, so that if the throttle valve 5 is normal, the estimated opening degree HTA is estimated. The HTA and the actual opening degree TA are in good agreement. Therefore, if the throttle valve 5 is normal, the deviation ETA between the estimated opening HTA and the actual opening TA is ± KETA.
Fits in the range. In this routine, the deviation ETA is ± KE
It is possible to accurately detect the abnormality of the throttle valve 5 depending on whether or not it is within the TA range.

【００２１】次に、図５は目標開度算出ルーチンを表す
フローチャートである。処理を開始すると、先ず、ステ
ップ５０１にて異常フラグＸＦＡＩＬがセットされてい
るか否かを判断する。セットされているとき、すなわち
スロットルバルブ５が異常であるときは、ステップ５０
３にて目標開度ＴＴＡを０に設定し、続くステップ５０
５にて直流モータ７への通電をカットしてステップ５０
７へ移行する。ステップ５０７では、駆動回路２１ｆに
目標開度ＴＴＡ（＝０）に応じた信号を出力する。Next, FIG. 5 is a flowchart showing a target opening calculation routine. When the processing is started, first, at step 501, it is judged if the abnormality flag XFAIL is set. When it is set, that is, when the throttle valve 5 is abnormal, step 50
The target opening degree TTA is set to 0 in step 3, and the following step 50
At step 50, the power supply to the DC motor 7 is cut off.
Move to 7. In step 507, a signal corresponding to the target opening degree TTA (= 0) is output to the drive circuit 21f.

【００２２】このように、直流モータ７への通電をカッ
トすると共に、目標開度０に応じた信号を出力すると、
スロットルバルブ５の異常を検出したときスロットルバ
ルブ５を確実に全閉状態とすることができる。すなわ
ち、ステップ５０５にて直流モータ７への通電をカット
すると、円筒コイルバネ１１の作用により、スロットル
バルブ５は全閉状態となる。ところが、何等かの故障に
より直流モータ７への通電カットが確実に行われないこ
とも想定される。しかし、この場合もステップ５０７に
て目標開度０に応じた信号を出力するので、同様にスロ
ットルバルブ５は全閉状態となる。In this way, when the DC motor 7 is de-energized and a signal corresponding to the target opening 0 is output,
When the abnormality of the throttle valve 5 is detected, the throttle valve 5 can be surely brought into the fully closed state. That is, when the power supply to the DC motor 7 is cut off in step 505, the throttle valve 5 is fully closed by the action of the cylindrical coil spring 11. However, it is also assumed that the energization of the DC motor 7 may not be surely cut off due to some failure. However, also in this case, since the signal corresponding to the target opening degree 0 is output in step 507, similarly, the throttle valve 5 is fully closed.

【００２３】一方、ステップ５０１にて異常フラグＸＦ
ＡＩＬがリセットされていると判断したとき、すなわち
スロットルバルブ５が正常であるときは、ステップ５０
９にて図４のマップｍａｐ−ｔａにより目標開度ＴＴＡ
を算出してステップ５０７へ移行する。図４に示すよう
に、マップｍａｐ−ｔａでは、アクセルポジションａｐ
が所定位置ａｐ0 へ移動するまで、すなわち、アクセル
１３が所定量踏み込まれるまでは目標開度ＴＴＡを０す
なわち全閉に設定し、アクセルポジションａｐが所定位
置ａｐ0 を越えて移動すると、アクセル１３の踏込みに
伴って目標開度ＴＴＡを徐々に全開まで増加させてい
る。On the other hand, in step 501, the abnormality flag XF
When it is determined that the AIL is reset, that is, when the throttle valve 5 is normal, step 50
9, the target opening TTA is determined by the map map-ta in FIG.
Is calculated and the process proceeds to step 507. As shown in FIG. 4, in the map map-ta, the accelerator position ap
To the predetermined position ap0, that is, until the accelerator 13 is depressed by a predetermined amount, the target opening TTA is set to 0, that is, fully closed, and when the accelerator position ap moves beyond the predetermined position ap0, the accelerator 13 is depressed. Accordingly, the target opening degree TTA is gradually increased to full opening.

【００２４】このように、本実施例のスロットルバルブ
の異常検出装置では、バッテリ１７の＋端子電圧Ｖと直
流モータ７の温度Ｔとに基づいて、推定開度ＨＴＡを求
めるための伝達関数Ｆ（Ｓ）の係数ａ〜ｅを補正し、補
正された伝達関数Ｆ（Ｓ）に基づいて異常を検出する。
このため、スロットルバルブ５の異常を、＋端子電圧Ｖ
や直流モータ７の温度Ｔの影響を受けることなく正確に
検出することができる。従って、突発的な故障によるス
ロットルバルブ５の異常もきわめて迅速かつ正確に検出
して、内燃機関１の回転数などが制御不能になるのを良
好に防止することができる。As described above, in the abnormality detecting device for the throttle valve of the present embodiment, the transfer function F (for determining the estimated opening HTA is obtained based on the + terminal voltage V of the battery 17 and the temperature T of the DC motor 7. The coefficients a to e of S) are corrected, and the abnormality is detected based on the corrected transfer function F (S).
Therefore, the abnormality of the throttle valve 5 is detected by the + terminal voltage V
It is possible to detect accurately without being affected by the temperature T of the DC motor 7. Therefore, the abnormality of the throttle valve 5 due to a sudden failure can be detected extremely quickly and accurately, and the control of the rotational speed of the internal combustion engine 1 can be effectively prevented.

【００２５】なお、上記実施例では二次の伝達関数Ｆ
（Ｓ）によって推定開度ＨＴＡを算出しているが、推定
開度ＨＴＡは、更に高次の伝達関数、一次の伝達関数、
その他種々の数学モデルによって算出することができ
る。また、数学モデルを補正するためのパラメータとし
ては、＋端子電圧Ｖや直流モータ７の温度Ｔの他にも種
々の直流モータ７のコイル温度を示すパラメータを使用
することができる。例えば、冷却水温によっても直流モ
ータ７の温度Ｔを推定することができるので、温度セン
サ１９にて検出された温度Ｔの代わりに冷却水温を用い
て伝達関数Ｆ（Ｓ）を補正してもよい。また、周囲の温
度を用いてもよい。更に、内燃機関１の吸入空気量に応
じて、スロットルバルブ５に吸気流が加えるトルクが変
化し、これに伴いスロットルバルブ５の応答性も変化す
る。そこで、吸入空気量に基づいて伝達関数Ｆ（Ｓ）を
補正してもよい。また、内燃機関１の回転数が変化する
と吸入空気量も変化するので、内燃機関１の機関回転数
に基づいて伝達関数Ｆ（Ｓ）を補正してもよい。更にま
た、数学モデルの補正は単に係数の補正に限らず、各種
運転状態に応じて多数のマップを用意しておくなど種々
の方法で行うことができる。In the above embodiment, the quadratic transfer function F
Although the estimated opening degree HTA is calculated by (S), the estimated opening degree HTA is a higher-order transfer function, a first-order transfer function,
It can be calculated by various other mathematical models. In addition to the + terminal voltage V and the temperature T of the DC motor 7, a parameter indicating the coil temperature of various DC motors 7 can be used as a parameter for correcting the mathematical model. For example, since the temperature T of the DC motor 7 can be estimated also by the cooling water temperature, the transfer function F (S) may be corrected by using the cooling water temperature instead of the temperature T detected by the temperature sensor 19. . Alternatively, the ambient temperature may be used. Further, the torque applied by the intake air flow to the throttle valve 5 changes according to the intake air amount of the internal combustion engine 1, and the response of the throttle valve 5 also changes accordingly. Therefore, the transfer function F (S) may be corrected based on the intake air amount. Further, since the intake air amount also changes when the rotation speed of the internal combustion engine 1 changes, the transfer function F (S) may be corrected based on the engine rotation speed of the internal combustion engine 1. Furthermore, the correction of the mathematical model is not limited to the correction of the coefficient, but can be performed by various methods such as preparing a large number of maps according to various operating states.

【００２６】一方、本実施例では、スロットルバルブ５
の異常が検出されたときスロットルバルブ５を全閉に制
御しているが、全開に制御してもよく、また単に警報を
発生させるだけでもよい。On the other hand, in this embodiment, the throttle valve 5
When the abnormality is detected, the throttle valve 5 is controlled to be fully closed, but it may be controlled to be fully open, or only an alarm may be generated.

【００２７】[0027]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のスロット
ルバルブの異常検出装置では、数学モデル補正手段がス
ロットルバルブ制御系の数学モデルを補正し、補正され
た数学モデルに基づいて異常を検出するので、運転状態
が変化してもスロットルバルブの異常を正確に検出する
ことができる。このため、突発的な故障による異常もき
わめて迅速かつ正確に検出して、内燃機関の回転数など
が制御不能になるのを良好に防止することができる。As described in detail above, in the throttle valve abnormality detecting device of the present invention, the mathematical model correcting means corrects the mathematical model of the throttle valve control system, and detects the abnormality based on the corrected mathematical model. Therefore, the abnormality of the throttle valve can be accurately detected even if the operating state changes. Therefore, an abnormality due to a sudden failure can be detected extremely quickly and accurately, and it is possible to favorably prevent the rotational speed of the internal combustion engine from becoming uncontrollable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】実施例のスロットルバルブの異常検出装置の構
成を表すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a throttle valve abnormality detection device according to an embodiment.

【図２】実施例のスロットル開度制御処理を表すフロー
チャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a throttle opening control process of the embodiment.

【図３】スロットル開度制御処理の異常検出ルーチンを
表すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an abnormality detection routine of throttle opening control processing.

【図４】スロットル開度制御処理の目標開度算出ルーチ
ンを表すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a target opening calculation routine of throttle opening control processing.

【図５】アクセルポジションを目標開度に変換するマッ
プを表す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a map for converting an accelerator position into a target opening.

【図６】温度によるスロットルバルブ制御系の応答性変
化を表す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a change in responsiveness of a throttle valve control system due to temperature.

【図７】バッテリ電圧によるスロットルバルブ制御系の
応答性変化を表す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a change in responsiveness of a throttle valve control system depending on a battery voltage.

【図８】本発明の構成例示図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…内燃機関 ３…吸気管 ５…スロットルバ
ルブ ７…直流モータ ９…スロットルポジションセンサ １５…アクセル
ポジションセンサ １７…バッテリ １９…温度センサ ２１…電子制
御回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 3 ... Intake pipe 5 ... Throttle valve 7 ... DC motor 9 ... Throttle position sensor 15 ... Accelerator position sensor 17 ... Battery 19 ... Temperature sensor 21 ... Electronic control circuit

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/14 ３２０ Ｃ 8011−3Ｇ 45/00 ３６４ Ｊ 7536−3Ｇ Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location F02D 41/14 320 C 8011-3G 45/00 364 J 7536-3G

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 内燃機関の吸気通路に設けられたスロッ
トルバルブと、 上記スロットルバルブの目標開度を指令する目標開度指
令手段と、 上記目標開度に基づいてスロットルバルブを駆動するス
ロットル駆動手段と、 上記スロットル駆動手段を含む上記スロットルバルブ制
御系の数学モデルに基づき、上記目標開度から上記スロ
ットルバルブの推定開度を算出する推定開度算出手段
と、 上記スロットルバルブの実開度を検出する実開度検出手
段と、 上記スロットルバルブの上記実開度と上記推定開度とを
比較してスロットルバルブが正常か否かを判断する判断
手段と、 を備えたスロットルバルブの異常検出装置において、 上記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にて検出された運転状態に基づき、
上記数学モデルを補正する数学モデル補正手段と、 を設けたことを特徴とするスロットルバルブの異常検出
装置。1. A throttle valve provided in an intake passage of an internal combustion engine, a target opening command means for commanding a target opening of the throttle valve, and a throttle drive means for driving the throttle valve based on the target opening. And an estimated opening degree calculating means for calculating an estimated opening degree of the throttle valve from the target opening degree based on a mathematical model of the throttle valve control system including the throttle driving means, and detecting an actual opening degree of the throttle valve. A throttle valve abnormality detection device comprising: an actual opening detection unit that determines whether the throttle valve is normal by comparing the actual opening of the throttle valve with the estimated opening. An operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine, and an operating state detected by the operating state detecting means,
An abnormality detecting device for a throttle valve, comprising: a mathematical model correcting means for correcting the mathematical model.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007291990A (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Mazda Motor Corp Intake control valve opening estimating device
JP2010133384A (en) * 2008-12-08 2010-06-17 Toyota Motor Corp Throttle valve abnormality diagnostic device
JP2015008255A (en) * 2013-06-26 2015-01-15 アイシン精機株式会社 Device for determining state of solenoid

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