JPS62188876A - 電磁弁電流制御装置の異常処理方法 - Google Patents

電磁弁電流制御装置の異常処理方法

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JPS62188876A
JPS62188876A JP61030111A JP3011186A JPS62188876A JP S62188876 A JPS62188876 A JP S62188876A JP 61030111 A JP61030111 A JP 61030111A JP 3011186 A JP3011186 A JP 3011186A JP S62188876 A JPS62188876 A JP S62188876A
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    • F02M3/07Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed
    • F02M3/075Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed the valve altering the fuel conduit cross-section being a slidable valve
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    • G01R31/006Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • G01R31/007Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks using microprocessors or computers

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】 (技術分野) 本発明は、電磁弁電流制御装置の異常検出方法に関し、
特に、内燃エンジンのアイドル運転制御用の補助空気量
の制御等に用いられる電磁弁の電流制御装置の異常検出
方法に関する。
(発明の技術的背景及びその問題点) 従来、内燃エンジンのアイドル運転制御用の補助空気量
を制御する電磁弁としては、一般にデユーティ制御型電
磁弁が用いられていた。しかし、最近は制御の確実な比
例制御型電磁弁(以下、比例電磁弁という)が用いられ
るようになってきている。この比例電磁弁は普通は常閉
型のものであり、開口面積を連続的に変化し得る弁体と
該弁体を閉弁方向に付勢するスプリングと通電時に該弁
体を該スプリングの付勢力に抗して開弁方向に移動させ
る電磁ソレノイドとより構成される。そして、ソレノイ
ドへの通電量は電磁弁電流制御装置によって制御され、
弁体の開口面積は該通電量に比例した値を執る。
しかしながら、電磁弁電流制御装置とソレノイドとの間
に断線又は短絡が生じると、断線の場合にはソレノイド
への通電がなくなるため、弁体はスプリングの付勢力に
より閉弁され、また、短絡の場合にはソレノイドへの通
?1!量が最大となるため、弁体の開口面積は最大とな
る。このため、特に、短絡が生じた場合には、アイドル
運転制御用の補助空気量が過大となり、アイドル回転数
が異常に上昇してしまうという問題があった。
(発明の目的) 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電磁弁電流
装置と比例電磁弁との間の断線と短絡とを別々に検出し
、断線及び短絡のそれぞれに適した処置を行い得るよう
にした電磁弁電流制御装置の異常検出方法を提供するこ
とを目的とする。
(発明の構成) 上記目的を達成するために本発明においては、電源と、
比例電磁弁と、該比例電磁弁の開度を制御手段が供給す
る制御信号に応じて制御するための電流制御素子と、前
記比例電磁弁に流れる実電流値を検出する電流検出素子
とを直列に接続し、前記電流制御素子に供給する制御信
号を、前記実電流値が前記比例電磁弁に流れる目標電流
値に収束するように、前記電流検出素子からの実電流値
に基づいてフィードバック制御する電磁弁電流制御装置
の異常検出方法において、前記制御信号と実電流値とが
所定の相関関係にない状態を検知したとき、前記実電流
値を所定値と比較し、前記実電流値が所定値より大きい
か否かにより前記11!磁弁電流制御装置の断線又は短
絡を判別することを特徴とする電磁弁電流制御装置の異
常検出方法が提供される。
(発明の実施例) 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の方法を適用した燃料供給制御装置の全
体構成図であり、符号1は例えば4気筒の内燃エンジン
を示し、エンジン1には吸気管2が接続されている。吸
気管2の途中にはスロットルボディ3が設けられ、内部
にスロットル弁3′が設けられている。スロットル弁3
′にはスロットル弁開度(Oth)センサ4が連設され
てスロットル弁3′の弁開度を電気的信号に変換し電子
コントロールユニット(以下rECUJという)5に送
るようにされている。
吸気管2のエンジン1及びスロットルボディ3間には各
気筒毎に、各気筒の吸気弁(図示せず)の少し上流に夫
々燃料噴射弁6が設けられている。
燃料噴射弁6は図示しない燃料ポンプに接続されている
と共にECU3に電気的に接続されており。
ECU3からの信号によって燃料噴射弁6の開弁時間が
制御される。
吸気管2の前記燃料噴射弁6及びスロットルボディ3間
には該吸気管2内と大気とを連通ずる空気通路11が配
設されている。空気通路11の大気側開口端にはエアク
リーナ12が取り付けられ又、空気通路11の途中には
補助空気制御用比例電磁弁(以下、「比例電磁弁」とい
う)13が配置されている。この比例電磁弁13は常閉
型のものであり、空気通路11の開口面積を連続的に変
化し得る弁体13aと、該弁体13aを閉弁方向に付勢
するスプリング13bと、通電時に該弁体13aを該ス
プリング13bの付勢力に抗して開弁方向に移動させる
電磁ソレノイド13cとより構成される。該比例電磁弁
13のソレノイド13cへ供給される電流はECU3に
よりエンジン回転数がエンジンの運転状態や負荷状態に
応じて設定された目標アイドル回転数になるように制御
される。電磁弁電流制御装置15はECU3からのデユ
ーティ比制御信号のデユーティ比に応じた電流でソレノ
イド13cを付勢する。
一方、前記スロットルボディ3のスロットル弁3′の下
流には管7を介して絶対圧(PICA)センサ8が設け
られており、この絶対圧センサ8によって電気的信号に
変換された絶対圧信号は前記ECU3に送られる。
エンジン1本体にはエンジン冷却水温センサ(以下rT
wセンサ」という)9が設けられ、Twセンサ9はサー
ミスタ等からなり、冷却水が充満したエンジン気筒周壁
内に挿着されて、その検出水温信号をECU3に供給す
る。エンジン回転数センサ(以下rNeセンサ」という
)10がエンジンの図示しないカム軸周囲又はクランク
軸周囲に取り付けられており、Neセンサ10はエンジ
ンのクランク軸180°回転毎に所定のクランク角度位
置で、即ち、各気筒の吸気行程開始時の上死点(TDC
)に関し所定クランク角度前のクランク角度位置でクラ
ンク角度位置信号(以下これをrTDC信号」という)
を出力するものであり、このTDC信号はECU3に送
られる。
、更に、ECU3には例えば大気圧センサ等の他のパラ
メータセンサ14が接続されており、他のパラメータセ
ンサ14はその検出値信号をECU3に供給する。
ECU3は各種センサからの入力信号波形を整形し、電
圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジ
タル信号値に変換する等の機能を有する入力回路5a、
中央演算処理回路(以下rCPUJという)5b、CP
U5bで実行される各種演算プログラム及び演算結果等
を記憶する記憶手段5C1及び前記燃料噴射弁6に駆動
信号を供給する出力回路5d等から構成される。
CPU5bは前記TDC信号が入力する毎に入力回路5
aを介して供給された前述の各種センサからのエンジン
パラメータ信号に基づいて、次式で与えられる燃料噴射
弁6の燃料噴射時間T o 、JTを算出する。
Tout=Ti XK1+に、・・・(1)ここに、T
iは燃料噴射弁6の噴射時間の基準値であり、エンジン
回転数Neと吸気管内絶対圧PBAに応じて決定される
。K1及びに2は夫々前述の各センサからのエンジンパ
ラメータ信号によりエンジン運転状態に応じた始動特性
、排気ガス特性、燃費特性、加速特性等の諸特性が最適
なものとなるように所定の演算式に基づいて算出される
補正係数又は補正変数である。
CPU5bは上述のようにして求めた燃料噴射時間TO
LITに基づいて燃料噴射弁6を開弁させる駆動信号を
出力回路5dを介して燃料噴射弁6に供給する。
また、CPU5bはエンジン1がアイドル運転状態のと
き、例えば、前記スロットル弁開度センサ4による検出
スロットル弁開度θ〒Hが略全閉状態のとき、所定時間
間隔のタイマ割込信号が入力する毎に入力回路5aを介
して供給された前述の各種センサからのエンジンパラメ
ータ信号に基づいて、電磁弁電流制御装置15を介して
比例電磁弁13の電磁ソレノイド13cにバッテリ16
からの電流を供給する。
第2図は前記電磁弁電流制御装置15の回路構成図であ
り、この回路の動作を第3図を参照して説明する。EC
:U5から電磁弁電流制御装置15へ供給される信号は
第3図(a)に示すようなデユーティ比DouTAのパ
ルス電流である。このパルス電流は比較器21に入力さ
れ、該比較器21は、パルス電流が高レベルのときベー
ス抵抗rbを介して電流制御素子としてのトランジスタ
Tr、に高レベルのベース電圧を供給し、低レベルのと
きは低レベルのベース電圧を供給する。従って、ECU
3からのパルス電流が高レベルのとき(例えば第3図(
a)の時点t工からU2までの間)にはダーリントン接
続のトランジスタTr1及びTr2(電流制御素子)は
共にオンとなり。
バッテリ16の正極端子からの電流は比例電磁弁13の
ソレノイド13cに実電流IAc〒として流れ、トラン
ジスタTr、及び電流検出素子としてのエミッタ抵抗r
eを介して接地点に至る。この場合、実電流IACTは
ソレノイド13cの自己インダクタンスによって例えば
第3図(b)に示すように時点t1からt2までの間で
所定の時定数で徐々に増加する。次いで、ECU3がら
のパルス電流が低レベルになったとき(例えば第3図(
a)の時点tz)にはトランジスタTr□のベース電圧
は低レベルとなるが、第3図(b)の時点t2のように
ソレノイド13cに流れる実電流IAcTが大きくなっ
ているときはトランジスタ保護用のツェナーダイオード
Dの両端の電圧がカットオフ電圧以下になるまで時間が
かかるので、実電流IAcTは例えば第3図(b)に示
すように時点t2がらt、までの間で徐々に低下する。
従って、ECU3から電磁弁電流制御装置15へ供給さ
れる第3図(a)に示すような矩形波のパルス電流に応
じて第3図(b)に示すような三角波の実電流IACT
がソレノイド13cへ流れる。しかしながら、実電流I
ACTがスプリング13bにより閉弁方向に付勢される
弁体13aの応答遅れ時間よりも短い周期となるように
ECU3からのパルス電流の周期が設定されており、こ
の結果、比例電磁弁13のリフト量Liftは第3図(
d)に示すように大幅に変化せずに滑らかに僅かに変化
するだけである。また、電流検出素子としてのエミッタ
抵抗reの両端に発生する電圧υeはコンデンサCによ
って平滑され、増幅器22により増幅されて電圧VA/
D (第3図(c)参照)としてECU3に入力される
。ECU3はエンジンの運転状態や電気負荷等のエンジ
ン負荷状態に応じて設定された目標アイドル回転数に対
応してソレノイド13cに供給する目標電流値を設定し
、上記電圧値V A/。
に応じて比較器21への供給電流のデユーティ比DOL
ITAを変化させてソレノイド13cに供給される電流
値が該目m電流値と等しくなるようにフィードバック制
御する。
比例電磁弁13は、ソレノイド13cへ通電される実電
流IACTが所定値IACTx(例えば200m A 
)からIAQT2(例えば700mA)になるまで弁体
13aのリフト量Liftは電流値に略比例して増加す
るが、閉弁状態において弁体13aがスプリング13b
により押圧されているので、第5図(1)に示すように
ソレノイド13cへ通電される実電流IAcTが所定値
IAQT□を超えるまでは閉弁状態を保つ。従って、E
CU3は比例電磁弁13を制御する必要のあるエンジン
運転状態のときは、電磁弁要求開度が全開開度のときで
あっても、速やかな制御ができるように第5図(2)に
示す変換テーブルを用いて実際にソレノイド13cに流
れる電流がIACT工に対応する最小値DOのデユーテ
ィ比のパルス電流を出力しておくようにする。尚、実電
流IACTに対し弁体13aのリフト量Liftはリフ
ト行程時と下降行程時間で多少のヒステリシスを持つ(
これは、ソレノイド13cのコアの磁気ヒステリシス及
び機械的摩擦のためである)。
また、比例電磁弁13のソレノイド13cは、エンジン
の熱やソレノイド13c自体の電熱を受けて温度が高く
なると、電気抵抗が大きくなる。
ソレノイド13cの温度は、エンジン等の発熱体から受
ける熱量と放散する熱量とが等しい平衡状態となれば、
略一定となり、従って、電気抵抗も略一定となるのであ
るが、このような状態になるまでは温度が上昇し電気抵
抗が増加していくので、実電流IACTが変動しリフト
量Liftが変動し、電磁弁要求開度に対応する要求電
流値I c Jtに一致しない。このため、前述のよう
にECU3は実電流IACTを検出し、この検出実電流
値工AcTと要求電流値I CMDとの偏差に応じて該
偏差をなくすべく当該ECU3が出力するパルス電流の
デユーティ比DOLJTAを修正するためのフィードバ
ック演算を行う。このようにして、ECU3は比例電磁
弁13のリフト量Liftを制御できるようにしている
上記のような構成において、第2図に示すように電磁弁
電流制御装置15とソレノイド13cとの間の図示A点
で断線が起きた場合、ツェナーダイオードDに通電する
電流i5及びトランジスタTr2のコレクタ電流icは
それぞれOとなる(i+)=O1ic=o)、従って、
トランジスタTr1゜Tr2のベース電流ibは次式(
1)に示すように比較器21の出力電圧υ。(=バッテ
リ16の出力電圧)からトランジスタTr1、Tr2の
ベース−エミッタ間の電圧降下υbeX2を差し引いた
電圧値をベース抵抗rbの抵抗値とreの抵抗値との和
で除算した値と略等しくなる。
υ −υbeX2 ib封            ・・・(1)rb+r
e また、エミッタ抵抗reに流れる電流はベース電流ib
と等しくなるので、エミッタ抵抗reに生ずる電圧υe
は次式(2)により求められる。
υ6=ib−ra      ・・・(2)この結果、
EC:U5に入力される電流VA/Dは増幅器22の増
幅度をa (= (rz+rz) /rz)とすると上
記式(1)および(2)から次式(3)により求められ
る。
υ −υbeX2 ■^、、=Q−υe≠G’  rb+ra   ”re
・・・ (3) 即ち、図示A点で断線が起きた場合、ECU3は実電流
工AcT(この断線時の実電流を以下IAOTOPとい
う)を上記式(3)の入力電圧VA/Dにより検出する
ことができる。また、ベース抵抗rb及びエミッタ抵抗
reの値はIAQTOP値が前述の所定値IACT工よ
り小さい値(例えば40mA)・どなるように設定され
ており且つ比例電磁弁13の正常動作時は常にIAQT
OP値より大きい値の電流(例えばI A c T 1
= 200 m A )がソレノイド13cに流れるよ
うにされている。この結果、ECU3は実電流IACT
が略IACT OP値となったことを検出したとき、断
線が起きたことを検出することができる。
一方、電磁弁電流制御装置15とソレノイド13 c、
どの間の図示A点で接地点への短絡が起きた場合、トラ
ンジスタTr1、Tr、のベース電流1bは、該両トラ
ンジスタTr□、Tr2のベース−エミッタ間の電圧降
下υbeX2がツェナーダイオードDの電圧降下υ。よ
り大きいくυbeX2〉0口)ので、0となる(ib=
o)。即ち、比較器21からの電流は、ツェナーダイオ
ードDを介して図示A点の接地点へすべて流れる。尚、
この電流ipは比較器21の出力電圧υ。からツェナー
ダイオードDの電圧降下を差し引いた電圧値をベース抵
抗値rbで除算した値と等しくなる(io=(υ。−υ
a)/rb)。また、トランジスタ”E’r2のコレク
タ電流icはOとなる(ic=0)。従って、ECU3
に入力される電流VA/Dは次式(4)により求められ
、1b=oであるから、この値はOとなる。
VA/D:G−i b−r e =O・= (4)即ち
、図示A点で短絡(地絡)が起きた場合、ECU3は実
電流IAcT(=0)を前式(4)の入力電圧VA/D
(=O)により検出することになる。前述したように比
例電磁弁13の正常動作時は常にある程度の電流(IA
CTよ)が流れているので、ECU3は実電流IAQT
が略Oとなったことを検出したとき、短絡(地絡)が起
きたことを検出することができる。
次に第4図のフローチャートを参照してECUS内で実
行される異常検知処理の手順を説明する。
まず、ステップ1で第6図に示すDou丁^−工^CT
C^しテーブルよりソレノイド13cの予想電流値工A
cTcALを読み出す。次にステップ2で検出実電流値
IACTが前記予想電流値工ACTCALと略等しいか
否か、即ちIAICT値が第6図の点線に示す範囲にあ
るか否かを判別する。この判別結果が肯定(Yes)の
ときは、後述するステップ4で判別される七FSタイマ
に所定タイマ値TFS(例えば10sec)をセットし
て(ステップ3)、本プログラムを終了する。
ステップ2の判別結果が否定(No)のときは、次のス
テップ4でtpsタイマが0か否かを判別し、その答が
否定(NO)のときは、直ちに本プログラムを終了する
。この結果、電磁弁電流制御′!A置15が正常と判定
され(ステップ2の判別結果が肯定(Yes))でから
、所定時間TFSが経過するまでは、異常状態であるこ
とが検知されないようにされる。
ステップ4の判別結果が肯定(Yes)のときは、ステ
ップ5で比例電磁弁13の駆動回路系に異常があったこ
とを表示した後に検出実電流値IAQTが前記短絡時の
電流値IAQTOPより小さい所定電流値IACTF5
1(例えば30mA)より大きいか否かを判別する(ス
テップ6)。この判別結果が肯定(Yes)のときは、
検出電流値はIAQTOPであり、例えば第2図中A点
等が断線(オープン)していることが検知される。本実
施例では、断線時は比例電磁弁13がスプリング13c
により閉弁し、エンジン1のアイドル回転数が低下する
が、これは運転者がアクセルペダルを踏むことで調整で
きるので、特にこれに対する処理は行わない。従って、
ステップ6の判別結果が肯定(Yes)であれば、直ち
に本プログラムを終了する。
ステップ6の判別結果が否定(No)のときは。
検出実電流はOであり、例えば第2図中A点等が地絡(
ショート)していることが検知される。本実施例では、
図示A点等の地絡時は比例電磁弁13はソレノイド13
cにバッテリ16から直接(制御されない)i1!流が
流れるので、全開状態となり、エンジン1のアイドル回
転数が上昇する。
しかしながら、これを運転者が調整することはできない
。従って、次のステップ7以下では、この異常状態に対
する処理を行う。即ち、エンジン温度Twが所定温度T
 w p sより高く(ステップ7)且つエンジン回転
数Neが所定回転数N e p sより高く(ステップ
8)且つスロットル弁開度0〒Hが全開時の開度である
(ステップ9)場合に、ステップ10で燃料噴射弁6の
フューエルカットを行い、本プログラムを終了する。こ
れ以外の場合は、フューエルカットを行うことが適切で
ないため、直ちに本プログラムを終了する。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明の電磁弁電流制御装置の異
常検出方法によれば、電源と、比例電磁弁と、該比例電
磁弁の開度を制御手段が供給する制御信号に応じて制御
するための電流制御素子と。
前記比例電磁弁に流れる実電流値を検出する電流検出素
子とを直列に接続し、前記電流制御素子に供給する制御
信号を、前記実電流値が前記比例電磁弁に流れる目標電
流値に収束するように、前記電流検出素子からの実電流
値に基づいてフィードバック制御する電磁弁電流制御装
置の異常検出方法において、前記制御信号と実電流値と
が所定の相関関係にない状態を検知したとき、前記実電
流値を所定値と比較し、前記実電流値が所定値より大き
いか否かにより前記電磁弁電流制御装置の断線又は短絡
を判別するようにしたので、電磁弁電流制御装置の異常
が該制御装置と比例電磁弁との間の断線によるものか又
は短絡によるものかを判別でき、かかる異常検出時に断
線及び短絡のそれぞれに適した処置を行うことができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の異常検出方法を適用した電磁弁電流制
御装置を備えた内燃エンジンの燃料供給制御装置の全体
構成図、第2図は電磁弁電流制御装置の回路図、第3図
は電磁弁電流制御装置の作動特性図、第4図はECU内
で実行される異常検知処理のプログラムフローチャート
第5図は比例電磁空気制御弁の作動特性図、第6図はD
OuTA−IACTCALテーブル図である。 1・・・内燃エンジン、5・・・ECU、13・・・比
例電磁空気制御弁、15・・・電磁弁電流制御装置、1
6・・・バッテリ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.電源と、比例電磁弁と、該比例電磁弁の開度を制御
    手段が供給する制御信号に応じて制御するための電流制
    御素子と、前記比例電磁弁に流れる実電流値を検出する
    電流検出素子とを直列に接続し、前記電流制御素子に供
    給する制御信号を、前記実電流値が前記比例電磁弁に流
    れる目標電流値に収束するように、前記電流検出素子か
    らの実電流値に基づいてフィードバック制御する電磁弁
    電流制御装置の異常検出方法において、前記制御信号と
    実電流値とが所定の相関関係にない状態を検知したとき
    、前記実電流値を所定値と比較し、前記実電流値が所定
    値より大きいか否かにより前記電磁弁電流制御装置の断
    線又は短絡を判別することを特徴とする電磁弁電流制御
    装置の異常検出方法。
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