JPH11332284A - 過電流検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ノイズによる誤判定を避けて駆動回路不良によ
る異常電流を確実に検出する。 【解決手段】スロットルバルブを動作させるアクチュエ
ータに双方向の電流を供給する駆動回路において、供給
電流パルス幅および通電方向（duty) を演算する演算手
段と、アクチュエータに供給する電流が正常範囲を越え
るか否かを監視し正常範囲を越えたときに異常電流検出
カウンタＥＲＲＣＮＴをカウントアップし正常範囲内の
ときに前記異常電流検出カウンタをリセットする監視手
段とを備え、前記演算手段は前記異常電流検出カウンタ
がリセットされていないときはそれ以前に決定した通電
方向を変えず、その通電方向で電流を供給している間に
前記監視手段に異常電流を検出させ前記異常電流検出カ
ウンタが所定値に達したときに駆動回路不良と判断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンスロットル
バルブ開度電子制御装置に用いられるアクチュエータの
異常電流検出方法に関わり、特に、ノイズによる異常出
力が発生する場合にも異常電流が確実に検出される過電
流検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンスロットルバルブをアク
チュエータを用いて電子制御装置により開閉制御する方
式が知られている。そのためのアクチュエータとして特
開平８−２２８４６６号公報に提案されているロータリ
ソレノイドは主エアーギャプと副エアーギャップとを有
しコイルにより起磁力が印加される磁気回路の主エアー
ギャプにマグネットが付加されたロータが配置される。
このようなロータリソレノイドを使用した自動車のスロ
ットルボディーの例を図１に示す。図に示すスロットル
ボデイー１はスロットルバルブ２で開閉される吸気路を
備えており、スロットルバルブ２の固着されたスロット
ルシャフト３を回動自在に支持している。

【０００３】スロットルシャフト３にはスロットルバル
ブ２の回動角を検出するためのスロットルポジションセ
ンサー４の可動部とロータリソレノイドのロータ５が固
着されている。ロータ５にはマグネット６が接着されて
おり、ロータ５およびマグネット６はヨーク９、９の間
の主エアーギャップ９ａに配置されている。主エアーギ
ャップ９ａの両側には副エアーギャップ９ｂ、９ｂが形
成されており、コア７、ヨーク９、主エアーギャップ９
ａ、副エアーギャップ９ｂ、９ｂおよびヨーク９は磁気
回路を形成している。

【０００４】コア７にはコイル８が巻かれており、コイ
ル８に流れる電流は主エアーギャップ９ａおよび副エア
ーギャップ９ｂ、９ｂに磁界を発生させる。ロータ５お
よびマグネット６は磁界として蓄えられる磁気エネルギ
ーを最小とさせる位置に向かう駆動トルクを受ける。な
お、温水出入り口ニップル１０、１０はスロットルバル
ブ２の凍結を防ぐために流す温水の出入り口である。

【０００５】このようなロータリソレノイドのコイルに
ＰＷＭ（pulse width modulation)で変調した電流を双
方向に供給する駆動回路の例を図２に示す。図に示すマ
イクロコンピュータ１１はＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力イン
ターフェース、タイマーおよびＡ／Ｄコンバータを備え
ており、スロットルポジションセンサー４からのスロッ
トルポジション信号、アクセルペダルの回動角信号、車
速センサからの車速信号、電流センサ１２の信号が入力
され、それらの信号に基づいて算出した値のパルス幅お
よび通電方向の電圧をコイル８に印加するように作動
し、スロットルバルブ２の開度を制御する。

【０００６】具体的にはスイッチ素子Ａ、Ｂ、Ｃおよび
Ｄをオンオフさせることにより上記電流がコイル８に供
給される。図２にはスイッチ素子ＢおよびＣを閉じてス
イッチ素子ＡおよびＤを開くことによりコイル８の＋端
子から−端子に電流を流す状態が示されている。

【０００７】図３（ａ）にはスイッチ素子ＡおよびＤを
閉じてスイッチ素子ＢおよびＣを開くことによりコイル
８の−端子から＋端子に電流を流す状態が示されてい
る。このような駆動回路において、コイル８の＋端子が
グランドとショートすると、コイル８の−端子から＋端
子に電流を流すときには図３（ｂ）に示すようにグラン
ドに流れる電流はコイル８を流れるので電流異常となら
ない。しかしながらコイル８の＋端子から−端子に電流
を流すときには図３（ｃ）に示すようにグランドに流れ
る電流はコイル８を通ることなく、電源＋端子からスイ
ッチ素子Ｂを通りグランドに流れ異常電流となる。図４
に正常状態でコイルに通電するときのコイル８の＋端子
および−端子の電圧の変化を示す。の期間は図３
（ａ）に示す状態の期間であり、の期間は図２に示す
状態の期間である。

【０００８】上記のような駆動回路において、異常状態
による過電流を監視する場合に１回の異常電流検出によ
り駆動回路不良と判断すると、ノイズによる誤判定をす
る可能性がある。そこで、誤判定を避けるために、複数
回連続して異常電流検出がされた場合に駆動回路不良と
判断する場合について考える。例えば、コイル８の＋端
子がグランドとショートすると、図３（ｃ）に示すよう
にコイル８の＋端子から−端子に電流を流すときにはグ
ランドに流れる電流はコイル８を通ることなく、電源＋
端子からスイッチ素子Ｂを通りグランドに流れ異常電流
となり、異常電流が検出される。

【０００９】しかしながら、複数回過電流を監視する内
に、図３（ｂ）に示すように、コイル８の−端子から＋
端子に電流を流すときにグランドに流れる電流はコイル
８を流れるので電流異常とならない。すなわち、コイル
８の＋端子がショートしているときにも駆動回路不良が
判定されないことがあり得る。このように、従来はアク
チュエータに双方向の電流を供給する駆動回路において
は、ノイズによる誤判定を避けながら駆動回路不良を確
実に判定する方法がなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
アクチュエータに双方向の電流を供給する駆動回路にお
いて、ノイズによる誤判定を避けて駆動回路不良による
異常電流が確実に検出される過電流検出方法を提供する
ことにより、過電流による破損や２次災害を防止するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の過電流検出方法
は、自動車エンジンのスロットルバルブを動作させるア
クチュエータに双方向の電流を供給する駆動回路におい
て、印加電圧パルス幅および通電方向を演算して設定す
る演算手段と、前記アクチュエータに供給する電流が正
常範囲を越えるか否かを監視し正常範囲を越えたときに
異常電流検出カウンタをカウントアップし正常範囲内の
ときに前記異常電流検出カウンタをリセットする監視手
段とを備え、前記演算手段は前記異常電流検出カウンタ
がリセットされていないときはそれ以前に設定した通電
方向を変えず、その通電方向で電流を供給している間に
前記監視手段に異常電流を検出させ前記異常電流検出カ
ウンタが所定値に達したときに駆動回路不良と判断する
ことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施例である過電流検出
方法は、従来例で説明した図２に示す駆動回路で実施さ
れる。図２における各構成要素は従来例で説明した通り
であり、その詳細な説明を省略する。ＰＷＭによるコイ
ル電流供給動作および過電流異常判定動作は図５に示す
過電流判定処理、図６に示す駆動duty設定処理および図
７に示す駆動処理を定期的に順次実行することにより行
われる。

【００１３】図５に示す過電流判定処理では、先ずステ
ップＳ１において、電流センサ１２から入力された信号
をＡ／Ｄ変換してデジタル値としての電流値を記憶す
る。次に、ステップＳ２において、記憶された電流値が
異常であるか否かを判断し、異常であればステップＳ４
に移行し異常でなければ、ステップＳ３に移行する。

【００１４】ステップＳ３ではＥＲＲＣＮＴ（異常検出
カウンタ）をクリアしてこのルーチンを終了する。ステ
ップＳ４では、ＥＲＲＣＮＴが所定回数以上であるか否
かを判断し、所定回数以上であればステップＳ６に移行
する。ステップＳ５ではＥＲＲＣＮＴをインクリメント
しこのルーチンを終了する。ステップＳ６ではＲＳＥＲ
Ｒ（過電流異常発生フラグ）をセットし、次に、ステッ
プＳ７において、電流停止処理を行ってこのルーチンを
終了する。

【００１５】図６に示す駆動duty設定処理では、ステッ
プＳ８においてＥＲＲＣＮＴが０であるか否かが判断さ
れ、０であればステップＳ９に移行し、０でなければこ
のルーチンを終了する。ステップＳ９ではマイクロコン
ピュータに入力された各信号から電流duty（通電時間で
あり、その正負により通電方向が決められる）を算出し
てステップＳ１０に移行する。

【００１６】ステップＳ１０ではdutyが０以上であるか
否かが判断され、０以上であればステップＳ１１に移行
し、０以上でなければステップＳ１２に移行する。ステ
ップＳ１１ではＦＲ（電流方向フラグ）を１としてこの
ルーチンを終了する。ステップＳ１２ではＦＲを０とし
てこのルーチンを終了する。

【００１７】図７に示す駆動処理ではステップＳ１３に
おいてＲＥＳＲＲが０であるか否かが判断され、０であ
ればステップＳ１４に移行し、０でなければこのルーチ
ンを終了する。ステップＳ１４ではＦＲが１であるか否
かが判断され、１であればステップＳ１５に移行し、１
でなければステップＳ１６に移行する。ステップＳ１５
では電流を正転方向に設定してステップＳ１７に移行す
る。ステップＳ１６では電流を逆転方向に設定してステ
ップＳ１７に移行する。

【００１８】ステップＳ１７ではdutyの絶対値により通
電時間をタイマーに設定してこのルーチンを終了する。
タイマーに設定された時間の間設定された方向の電流が
供給される。

【００１９】このように、１度異常電流が検出されると
ステップＳ５においてＥＲＲＣＮＴがインクリメントさ
れるので、それ以後正常電流が検出されるまではステッ
プＳ９〜Ｓ１２は実行されない。そして、所定回数異常
電流が検出されるまでステップＳ１４〜ステップＳ１７
により最初に異常電流が検出される直前に設定されたdu
tyによる電流が供給される。すなわち、通電状態が変わ
ることなく過電流判定が繰り返される。ノイズによる過
電流異常であればその間にステップＳ３においてＥＲＲ
ＣＮＴがクリアされるので正常動作に戻る。なお、異常
電流が検出される直前に設定された電流の方向のみを保
持すれば、同様に異常判定できるので、パルス幅は更新
してもよい。

【００２０】ステップＳ４において、ＥＲＲＣＮＴが所
定回数以上であると判断したときに、駆動回路の不良と
判断し電流停止処理が行われ、それ以後はコイルに電流
が供給されない。実施例のエンジンスロットルバルブは
ロータリソレノイドに電流が流れないときにリンプホー
ム可能のバルブ開度となるように設定されている。ま
た、駆動回路不良と判断されＲＳＥＲＲがセットされる
と表示装置に回路不良が表示されるようになっている。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の過電流検
出方法によれば、ノイズによる誤判定を避けて駆動回路
不良による異常電流が確実に検出されるので、過電流に
よる破損や２次災害を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１（ａ）は本発明の実施例で用いられるス
ロットルボディーを示す断面図、図１（ｂ）は同スロッ
トルボディーのカバーを除いて示す左側面図、図１
（ｃ）は同スロットルボディーの右側面図である。

【図２】本発明の実施例であるスロットルバルブアクチ
ュエータの駆動回路を示すブロック図である。

【図３】同スロットルバルブアクチュエータの駆動回路
の動作を説明するための部分回路図である。

【図４】同スロットルバルブアクチュエータの駆動回路
の電圧タイムチャートである。

【図５】同実施例の作用を示すフローチャートである。

【図６】同実施例の作用を示すフローチャートである。

【図７】同実施例の作用を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ スロットルボディー ２ スロットルバルブ ３ スロットルシャフト ４ スロットルポジションセンサー ５ ロータ ６ マグネット ７ コア ８ コイル ９ ヨーク、９ａ 主エアーギャプ、９ｂ 副エアーギ
ャップ １０ 温水出入り口ニップル １１ マイクロコンピュータ １２ 電流センサ Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ スイッチ素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庄野 英樹 神奈川県小田原市久野2480番地株式会社ミ クニ小田原事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車エンジンのスロットルバルブを動
   作させるアクチュエータに双方向の電流を供給する駆動
   回路において、印加電圧パルス幅および通電方向を演算
   して設定する演算手段と、前記アクチュエータに供給す
   る電流が正常範囲を越えるか否かを監視し正常範囲を越
   えたときに異常電流検出カウンタをカウントアップし正
   常範囲内のときに前記異常電流検出カウンタをリセット
   する監視手段とを備え、前記演算手段は前記異常電流検
   出カウンタがリセットされていないときはそれ以前に設
   定した通電方向を変えず、その通電方向で電流を供給し
   ている間に前記監視手段に異常電流を検出させ前記異常
   電流検出カウンタが所定値に達したときに駆動回路不良
   と判断することを特徴とする過電流検出方法。