JPS6235039A - エンジン制御装置 - 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、アクセル操作子と機械的に非連結とされたス
ロットル弁がアクセル操作子の操作に応じて開閉制御さ
れるとともに、エンジンに対する燃料供給量の制御が同
時に行なわれるエンジン制御装置に関するものである。

（発明の背景） この種の装置においては、エンジンに対する燃料供給量
が電子制御式の燃料噴射装置などを用いて制御されてお
り、また特公昭５Ｂ−２５８５３、特開昭５９−５８１
３１などで示されるようにスロットル弁がアクセル操作
子の操作に応じてモータなどにより開閉制御されている
。

このようにこの種の装置においては、エンジンのスロッ
トル弁制御及び燃料供給量制御が電子的に行なわれるの
で、それらの制御に支障が生じた場合に制御安全性を確
保することが大きな課題とされていた。

（発明の目的） 本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目
的は、スロットル弁の開閉制御に異常が生じたりエンジ
ンの回転数検出に異常が生じた場合であっても制御安全
性を確保することが可能なエンジン制御装置を提供する
ことにおる。

（発明の構成） 上記目的を達成するために本発明に係る装置は第１図に
示されるように構成されている。

同図においてアクセル操作子ａの操作量がアクセル操作
量検出手段すで検出されており、そのアクセル操作量検
出手段すで検出されたアクセル操作子ａの操作量に応じ
てスロットル弁Ｃがスロットル弁開閉制御手段ｄにより
開閉制御されている。

またエンジンｅの回転数がエンジン回転数検出手段ｆに
より検出されており、そのエンジン回転数に応じてエン
ジンｅに対する燃料供給量が燃料供給量制御手段ｆによ
り制御されている。

ざらにスロットル弁開閉制御系及びエンジン回転数検出
系の異常が異常検知手段りにより検知されており、スロ
ットル弁開閉制御系の異常が検知されたときには、エン
ジンｅに対する燃料供給量が燃料供給量制限手段ｉによ
り制限されてあり、その燃料供給量制限でエンジン回転
数の異常な上昇が防止されている。

またスロットル弁Ｃの開閉制御異常が検知されたときで
あってエンジン回転数検出系の異常が検知されたときに
は、エンジンｅに対する燃料供給が燃料供給阻止手段ｊ
により阻止されている。

（実施例の説明） 以下図面に基づいて本発明に係る装置の好適な実施例を
説明する。

第２図において、アクセルペダル１０の踏込量はアクセ
ルポテンショメータ１２により検出されており、その検
出信号はスロットル弁制御回路１４に供給されている。

このスロットル弁制御回路１４はマイクロコンピュータ
を中心として構成されており、そのＡ／Ｄ変換器１６に
アクセルポテンショメータ１２の検出信号が供給されて
いる。

そしてＡ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変換されたア
クセルポテンショメータ１２の検出信号はＣＰｔＪ１８
に供給されており、このＣＰＵ１８では４ビツトの弁開
閉制御信号が得られている。

その弁開閉制御信号はラッチ２０を介してモータドライ
バ２２に供給されており、ステップモータ２４の巻線２
４ａ、２４ｂはその弁開閉制御信号に従ってモータドラ
イバ２２により励磁制御されている。

スロットル弁２６の回転軸はこのステップモータ・２４
により駆動されており、その結果スロットル弁２６はア
クセルペダル１０の操作に応じて開閉制御されている。

またスロットル弁２６はリターンスプリング２８により
閉方向へ常時付勢されており、スロットル弁２６の開度
はスロットル開度センサ３０により検出されている。

そのスロットル開度センサ３０の検出信号は前記Ａ／Ｄ
変換器１６を介してＣＰＵ１８に供給されており、この
ＣＰＵ１８にはクランク角センサ３２で得られたエンジ
ン回転数検出信号も供給されている。

そしてクランク角センサ３２のエンジン回転数検出信号
及びＣＰＵ１８の制御信号は燃料噴射制御回路３４に供
給されており、この燃料噴射制御回路３４によりインジ
ェクタ３６からエンジンへ供給される燃料の量が制御さ
れている。

第３図、第４図は第２図におけるＣＰＵ１８の制御ルー
チンを示すもので、第３図の処理は定時間割込処理で市
って図示されていないオペレーティングシステムにより
所定周期で起動されており、また第４図の処理はｏｃｉ
割込処理であってその定時間割込処理により設定される
モータスピードに応じて起動されている。

第３図において、スロットル弁２６の制御異常を示すス
ロットル異常フラグがセットされていないときには（ス
テップ１００で否定的な判定）、まずアクセルペダル１
０の踏込量！が読込まれ（ステップ１０２）、そのアク
セルペダル１０の踏込量ｌに基づいてスロットル弁２６
の目標開度（目標ステップ数５ＴＥＰ”）が求められる
（ステップ１０４）。

そして目標開度（目標ステップ数５ＴＥＰ”）から実ス
テップ数５ＴＥＰ　（ステップモータ２４の送り量から
推定検出されたスロットル弁２６の開度）が差引かれる
ことによりスロットル弁２６の制御偏差εが算出される
と（ステップ１０６）、その偏差εに基づいてステップ
モータ２４のモータスピード算出、そしてその正転、逆
転、保持の判断、ざらにｏｃｉ割込の起動周期セット、
モータ回転方向に関するフラグセットなどが行なわれる
（ステップ１０８）。

次いでアクセルポテンショメータ１２の検出信号を用い
てアクセルペダル１０が無操作状態であるか否かが判断
され（ステップ１１０）、またステップモータ２４の実
ステップ数５ＴＥＰが４以下であるか否かの判定により
スロットル弁２６が全開直前位置にあるか否かが判断さ
れる（ステップ１１２）。

このときアクセルペダル１０が無操作状態でなくおるい
はスロットル弁２６が全開直前位置にないときには無励
磁フラグＮ０ＴＲＱがリセットされ（ステップ１１４）
、またアクセルペダル１０が無操作状態でありかつスロ
ットル弁２６が全開直前位置にあるときには無励磁フラ
グＮ０ＴＲＱがセットされる（ステップ１１６）。

次に第４図のｏｃｉ割込の処理について説明する。

まず無励磁フラグＮ０ＴＲＱがセットされていないこと
が確認されると（ステップ１１８）、ステップモータ２
４の回転位置をそのまま保持すべきか、おるいは正転す
べきか、または逆転すべきかが判断される（ステップ１
２０）。

このとき正転との判断が行なわれたときには実ステップ
数５ＴＥＰに１が加えられ（ステップ１２２）、また逆
転との判断が行なわれたときには実ステップ数５ＴＥＰ
から１が差引かれ（ステップ１２４＞、ざらに保持との
判断が行なわれたときには実ステップ数５ＴＥＰはその
ままとされる。

その後火の第１表で示される励磁パターン１．２．３．
４が所定の順番で選択され、これによりステップモータ
２４が正逆転制御されてスロットル弁２６が開閉駆動さ
れ、あるいは保持される（ステップ１２６）。

第１表 なお第１表において、励磁パターン１．２．３．４が選
択されると、それらに対応して端子Ａから端子Ａへ、端
子口から端子Ｂへ、端子Ａから端子流れる。

そしてパターン１からパターン２へ変化すると、ステッ
プモータ２４の回転軸が正転方向へ駆動され、パターン
が３．４．１．２．３の順で変化するとステップモータ
２４が正転方向へ逐次ステップ駆動される。

またパターンが１．４．３．２．１．４の順で選択され
るとステップモータ２４の回転軸が逆転方向へ逐次ステ
ップ駆動される。

このように励磁パターン１．２．３．４が所定の順番で
選択されることによりステップモータ２４が正転方向ま
たは逆転方向へステップ送りされ、スロットル弁２６は
例えば１．８°ずつ開閉され、保持との判断が行なわれ
たときにはその位置に停止制御される。

以上のようにアクセルペダル１０が踏み操作中の場合あ
るいはスロットル弁２６が全開直前ではない場合で無励
磁フラグＮ０ＴＲＱがリセットされているときには、ス
テップモータ２４がアクセルペダル１０の踏み操作に応
じて駆動制御されており、これによりスロットル弁２６
はアクセルペダル１０の踏み操作に応じて開閉制御され
ている。

またアクセルペダル１０が無操作とされておりかつスロ
ットル弁２６が全開直前で必ることか無励磁フラグＮ０
ＴＲＱのセットから確認された場合には（ステップ１１
８で肯定的な判定ｙ、前記第１表における無励磁パター
ンが選択され（ステップ１２８＞、これによりステップ
モータ２４の巻線２４ａ及び２４ｂに対する励磁が禁止
される。

その結果、スロットル弁２６が全開直前位置でアクセル
ペダル１０が無操作状態のときにはステップモータ２４
の駆動制御が停止され、スロットル弁２６はリターンス
プリング２８によりその後全開される。

したがって、スロットル弁２６はスロットルチャンバへ
高速で衝突することなく確実に全閉され、エンジン回転
数は正規のアイドル回転数で回転される。

なお、ステップモータ２４の実駆動ステップ数５ＴＥＰ
が４以下でおるときにスロットル弁２６が全開直前位置
にあるとの判断が行なわれるのは、例えばシステムへの
電源投入の際に実駆動ステップ数５ＴＥＰがＯで最初の
パターン１が選択されたときに磁界が強め合って停止す
るロータの回転位置がスロワ１ヘル弁２６の全開位置と
一致するとは限らず、本実施例のように４つのパターン
１．２．３．４が逐次選択される方式では最大で３ステ
ップ分だけ誤差が生じ、その最大誤差ステップ数が４ス
テツプ以下であるためである。

ここで、アクセルペダル１０が無操作状態でスロットル
弁２６が全開直前であることが確認されることにより無
励磁フラグＮ０ＴＲＱがセットされると（ステップ１１
６）、スロットル開度センサ３０で検出されたスロット
ル弁２６の出力電圧θ（実開度に相当）が読込まれ（第
３図　ステップ１３０）、その電圧θが０．６５Ｖ未満
であるか否かが判定される（ステップ１３２）。

このスロットル開度センサ３０はスロットル弁２６が全
閉されているときに０．５Ｖの出力電圧が得られるよう
に予め取付けられており、しだがってその検出電圧θが
０．６５Ｖ未満であるときにはスロットル弁２６がほぼ
全閉されている。

このため本実施例においてはその際にはスロットル弁２
６が正常に開閉制御されているものと判定され、前記ス
ロットル異常フラグがリセットされる（ステップ１３４
）。

またその際にスロットル開度センサ３０の検出電圧θが
０．６５Ｖ以上であるときには（ステップ１３２で否定
的な判定）、スロットル弁２６はほぼ全閉とされるよう
に制御されているべきであるにもかかわらず、実際には
ある開度以上開かれた状態となっている。

このためそのときには、スロットル弁２６の開閉制御に
異常が生じたとの判断が行なわれてスロットル異常フラ
グがセットされる（ステップ１３６）。

なおこのようにスロットル弁２６の開閉制御に異常が発
生する原因としては、ステップモータ２４の軸受側ベア
リングが焼付き、あるいはそのロータとステータにさび
が生じてスロットル弁２６の開閉駆動が不可能となるこ
とか考えられ、本実施例ではそのような異常時であって
スロットル弁２６が比較的大きな開度で停止したときに
スロットル弁２６の開閉制御に異常が生じたとの判断が
行なわれている。

以上のようにしてスロットル弁２６の開閉制御に異常が
検知された場合には、次周期の処理においてスロットル
異常フラグのセットが確認される（ステップ１００で肯
定的な判定）。

その場合にはクランク角センサ３２で検出されたエンジ
ン回転数が２００　Ｏｒｐｍを越えているか否かが判定
され（ステップ１３８Ｌその際にエンジン回転数が２０
０　Ｏｒｐｍを越えていることが確認されると、エンジ
ンに対する燃料供給の停止を指示する制御信号が燃料噴
射制御回路３４へ出力される（ステップ１４０）。

このように本実施例においては、スロットル弁２６の開
閉制御上で異常が検知された場合で必ってそのときのエ
ンジン回転数が２００　Ｏｒｐｍを越えていることが確
認されると、エンジンシリンダへ噴射される燃料がカッ
トされ、これによりエンジン回転数は２００　Ｏｒｐｍ
以下に制限される。

その結果、スロットル弁２６の開閉制御異常によるエン
ジン回転数の異常な上昇が防止され、これによりエンジ
ンの暴走が阻止されてその異常に対する安全性が確保さ
れる。

なお、スロットル弁２６の開閉制御異常が検知された際
にエンジン回転数が２００　Ｏｒｐｍ以下であるときに
は（ステップ１３８で否定的な判定）、クランク角セン
サ３２を用いたエンジン回転数検出に異常が認められな
いことを条件として（ステップ１４２で否定的な判定）
、エンジンに対する燃料供給停止が解除される（ステッ
プ１４４〉。

したがって、スロットル弁２６の開閉制御異常か検知さ
れたときにはエンジンに対する燃料供給とその停止とが
繰り返されてエンジン回転数が２００　Ｏｒｐｍ以下に
制限された状態で継続して車両の走行が可能とされてい
る。

このためスロットル弁２６の開閉制御異常時にはエンジ
ン暴走を回避しながら安全な場所または修理工場などへ
車両を移動させることが可能となる。

ここで、このようにスロットル弁２６の開閉制御に異常
が発生した場合においては、クランク角センサ３２の検
出信号からその検出に異常が生じているか否かが判断さ
れる（ステップ１４２）。

そのクランク角センサ３２によるエンジン回転数の検出
にあける異常は、クランク角センサ３２の出力信号線が
断線して生ずるものと一般に考えられる。

その際にはエンジン回転数がＱ　ｒｐｍとなるので、本
実施例ではクランク角センサ３２により検出されたエン
ジン回転数がＱ　ｒｐｍのときにエンジン回転数の検出
に異常が発生したとの判定が行なわれている（ステップ
１４２で肯定的な判定）。

そしてそのときにはエンジンに対する燃料噴射の制御も
不可能となるので、エンジン暴走を確実に防止するため
及びエンジンを保護するためにエンジンに対する燃料噴
射が継続して禁止され（ステップ１４０）、これにより
エンジンが強制的に停止される。

以上説明したように本実施例によれば、ステップモータ
２４における軸受ベアリングの焼付け、さびの発生など
でスロットル弁２６の開閉制御に異常が生じてスロット
ル弁２６が開かれたままとなった場合には、エンジンに
対する燃料噴射とその停止とが繰り返されて燃料供給量
が制限されるので、エンジンの暴走を確実に防止するこ
とが可能となる。

またその場合にはエンジン回転数が抑制されるもののエ
ンジンが引続いて回転されるので、車両を安全な位置あ
るいは修理工場へ移動させることが可能となる。

また本実施例によれば、スロットル弁２６の開閉制御に
異常が認められた場合であってクランク角センサ３２に
よるエンジン回転数の検出にも異常が認められたときに
は、エンジンのスロットル制御及び燃料噴射量制御の何
れもが不可能となるので、エンジンに対する燃料供給が
継続して停止され、このためそのときにおいてもエンジ
ンの暴走が防止される。

なお本実施例においてはスロットル弁２６の開閉制御異
常がアクセルペダル１０の全開時において検知されたが
、前記実ステップ数５ＴＥＰとスロットル開度センサ３
０の出力電圧との不一致量を監視することにより、アク
セルペダル１０の位置にかかわらずその検出を行なうこ
とも可能である。

また、本実施例においてはアクセルペダル１０の無操作
時にスロットル開度センサ３０の出力電圧が０．６５Ｖ
以上となったことが１回確認されたときにスロットル弁
２６の開閉制御異常が検知されていたが、スロットル開
度センサ３０の出力電圧が所定時間（例えば５０ｍ５ｅ
ｃ＞以上連続したとぎに初めてスロットル弁２６の開閉
制御異常を検知し、これによりノイズなどの影響で誤っ
た検知が行なわれないように装置を構成することも可能
である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、スロットル弁の開
閉制御に異常が生じた場合にはエンジンに対する燃料供
給量が制限され、さらにその場合であってエンジン回転
数の検出に異常が生じたときにはエンジンに対する燃料
供給が阻止されるので、過回転を防止したエンジン制御
を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図は本発明に係る装置の
好適な実施例を示すブロック図、第３図及び第４図は第
２図におけるＣＰＵ１８の処理手順を示すフローチャー
トでおる。 ａ・・・・・・アクセル操作子 ｂ・・・・・・アクセル操作量検出手段Ｃ・・・・・・
スロットル弁 ｄ・・・・・・スロットル弁開閉制御手段ｅ・・・・・
・エンジン ｆ・・・・・・エンジン回転数検出手段ｑ・・・・・・
燃料供給量制御手段 ｈ・・・・・・異常検知手段 ｉ・・・・・・燃料供給量制限手段 ｊ・・・・・・燃料供給阻止手段 １０・・・アクセルペダル １２・・・アクセルポテンショメータ １４・・・スロットル弁制御回路 ２２・・・モータトライバ ２４・・・ステップモータ ２６・・・スロットル弁 ２８・・・リターンスプリング ３０・・・スロットル開度センサ ３２・・・クランク角センサ ３４・・・燃料噴射制御回路 ３６・・・インジエクタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクセル操作子の操作量を検出するアクセル操作
   量検出手段と、 アクセル操作子の操作に応じてスロットル弁を開閉制御
   するスロツトル弁開閉制御手段と、エンジンの回転数を
   検出するエンジン回転数検出手段と、 エンジン回転数に応じてエンジンに対する燃料供給量を
   制御する燃料供給量制御手段と、 スロットル弁開閉制御系及びエンジン回転数検出系の異
   常を検知する異常検知手段と、 スロツトル弁開閉制御系の異常が検知されたときにエン
   ジンに対する燃料供給量を制限する燃料供給量制限手段
   と、 スロットル弁開閉制御系の異常が検知されたときでエン
   ジン回転数検出系の異常が検知されたときに、エンジン
   に対する燃料供給を阻止する燃料供給阻止手段と、 を有することを特徴とするエンジン制御装置。