JPS63189652A - 内燃エンジンの吸入空気量制御装置の異常検知方法 - 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】 （技術分野） 本発明は内燃エンジンのアイドル回転数の制御等に使用
される吸入空気量制御装置の異常検知方法に関する。

（発明の技術的背景及びその問題点） 一般に、内燃エンジンはアイドル運転において吸入空気
量を調整してアイドル回転数を所要値に制御する制御を
行っており、かかる吸入空気量の調整は補助空気通路か
ら吸入される空気量を該通路に設けられた電磁弁によっ
て調整することにより行っている。この電磁弁はりニア
ソレノイド型が広く使用されるが、かかるタイプの電磁
弁の異常検知方法としては、電磁弁のソレノイドに流れ
る電流値が異常な値となったとき電磁弁の異常を検知す
る方法が周知である。

しかしながら、このような異常検知方法では電磁弁の電
気的な異常以外の異常、例えば電磁弁が機械的障害によ
り不作動となった状態等が発生してもこれを検知するこ
とができなかった。特に電磁弁が前記補助空気通路を全
開にした状態又はそれに近い状態で機械的にロックして
しまう異常状態が発生した場合は内燃エンジンのアイド
ル回転数が非常に高くなり、運転に支障を来たすという
問題が生じる。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、内燃エンジ
ンの吸入空気量を制御する電磁弁の機械的異常の検知を
可能とした内燃エンジンの吸入空気量制御装置の異常検
知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依れば、内燃エンジ
ンの運転パラメータに応じて該内燃エンジンの制御量を
決定し、該内燃エンジンに吸入される空気量を該制御量
に基づいて制御する内燃エンジンの吸入空気量制御装置
の異常検知方法において、前記内燃エンジンの所定の減
速運転状態を検知し、該所定の減速運転状態が検知され
たとき、前記制御量を最大値以外の設定値に制御し、ス
ロットル弁下流の吸気管内絶対圧が所定値より高いか否
かを検知し、吸気管内絶対圧が該所定値より高いことを
検知したとき、前記吸入空気量制御装置が異常であると
判定することを特徴とする内燃エンジンの吸入空気量制
御装置の異常検知方法が提供される。

（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吸入空気量制御装置を
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（θＴＨ）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補助空気通路１１
が配設されている。補助空気通路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、補助空気通路１
１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、補助空気通路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１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番５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１′５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１
３ｃを付勢する。尚、前記電磁弁１３、電磁弁電流制御
装置１５、ＥＣＵ３等によって吸入空気量制御装置が構
成されている。

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（Ｐａ＾）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
軸局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（Ｔ　Ｄ
　Ｃ）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には例えば車速センサや排気ガス成分濃
度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ＥＣ
Ｕ３に供給する。

ＥＣＵ３は各種センサからの入力信号の波形を整形し、
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、Ｃ
ＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム、吸入空気量
制御装置の異常を検知するプログラム及び演算結果等を
記憶する記憶手段５ｃ、及び前記燃料噴射弁６に駆動信
号を、又電磁弁電流制御装置１５にデユーティ比制御信
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　ｕ　ｔを算出する。

Ｔｏｕ〒＝ＴｉＸＫ１＋に、−（１） ここに、Ｔｉ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Ｐａ＾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
υ丁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θＴＨ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
ータ信号に応じた電流を比例電磁弁１３の電磁ソレノイ
ド１３ｃにバッテリ１６から供給するよう電磁弁電流制
御装置１５を作動させる。

第２図は本発明に係る内燃エンジンの吸入空気量制御装
置の異常検知方法を適用したプログラムのフローチャー
トを示す。このプログラムは所定時間毎に実行される。

まず、ステップ１ではフラグＦ　５ｒｒｉが１に設定さ
れているか否かを判別する。該フラグＦ　５ｓｒｉは初
期値として０を設定されると共に本プログラムによって
吸入空気量制御装置の異常が検知されたとき、後述する
ステップ１５の実行に−一って１に設定されるものであ
る。従って、ステップ１の答が肯定（Ｙｅｓ）のときは
、異常検知処理は行わずに直ちに本プログラムを終了す
る。

ステップ１の答が否定（ＮＯ）のときは、ステップ２で
エンジンの始動後のアイドルアップ制御、即ち比例電磁
弁１３を比較的大開度に維持する制御が終了しているか
否かを判別する。この答が否定（Ｎｏ）のときは、アイ
ドル回転数が通常より高くされているため、異常検知処
理は行わず、後述するステップ１４及び１８で使用する
異常検出時間を計測するタイマＴ　５ｔｉｔ　ｅ　Ｔ　
ｒｒｉ、を０にリセットし且つ前記フラグＦｓｓＴｉを
Ｏに再設定しくステップ６）、本プログラムを終了する
。

ステップ２の答が肯定（Ｙｅｓ）のときは、ステップ３
でエンジン回転数Ｎｅが異常検知が可能である下限値Ｎ
８ＴＬＯ（例えば１０００ｒｐｍ）と上限値ＮＦＩＪＬ
０（例えば４０００ｒｐｍ）との間の値であるか否かを
判別する。この答が否定（Ｎｏ）のときは、前記ステッ
プ６を実行して本プログラムを終了する。

ステップ３の答が背定（Ｙｅｓ）のときは、エンジン水
温Ｔｗが所定値Ｔ　ｗｓＴｉ　（例えば６０℃）より高
いか否かを判別する。この答が否定（Ｎｏ）のときは、
エンジンが暖機状態であり、運転状態が安定していない
ため、前記ステップ６を実行して本プログラムを終了す
る。

ステップ４の答が背定（Ｙｅｓ）のときは、ステップ５
でスロットル弁開度θ〒Ｈがアイドル開度θＩＤＬＬ　
（例えば１＠）より小さいか否か、即ちアクセルペダル
が所定位置より戻され、これと連動するスロットル弁が
全開となったか否かを判別する。この答が背定（Ｙｅｓ
）のときは、エンジンが減速状態又はアイドル状態なの
でステップ７−以下の異常検知処理に進み、否定（ＮＯ
）のときは、前記ステップ６を実行して本プログラムを
終了する。

ステップ７では、当該内燃エンジンが搭載された車輌が
手動変速機付車輌（ＭＴ車）か自動変速機付車輌（ＡＴ
車）かを判別する。この答が否定（ＮＯ）、即ちＡＴ車
のときは、ステップ８で変速機がニュートラルレンジ（
Ｎ）又はパーキングレンジ（Ｐ）にあるか否か、即ちニ
ュートラルスイッチ（ＳＷ）又はパーキングスイッチが
オン（ＯＮ）か否かを判別する。この答が否定（Ｎｏ）
、即ち動力系が成立しているときは、エンジンが減速状
態であり、ステップ１２以下に進む。また、この答が肯
定（Ｙｅｓ）のときは、エンジンがアイドル状態であり
、ステップ１７以下に進む。

ステップ７の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちＭＴ車のときは
、ステップ９で変速機がニュートラル位置（Ｎ）にある
か否か、即・ちニュートラルスイッチがオンか否かを判
別する。この答が肯定（Ｙｅｓ）のときは、エンジンが
アイドル状態であり、ステ　−ツブ１７以下に進む。こ
の答が否定（ＮＯ）のときは、ステップ１０でクラッチ
が係合状態か否か、即ちクラッチスイッチがオンか否か
を判別する。

この答が肯定（Ｙｅｓ）のときは、エンジンが減速状態
であり、ステップ１２以下に進む。ステップ１０の答が
否定（ＮＯ）のときは、ステップ１１で車速Ｓｐが所定
値５ｐｓｔｉ（例えば４　ｋｍ／ｈ）より高いか否かを
判別する。この答が肯定（Ｙｅｓ）のときはクラッチが
解離しているとしても車輌は走行中であり、即ち走行中
のギヤシフト時に一時的にクラッチが解離されたか、あ
るいは半クラツチ状態での走行中かであり、エンジンが
減速状態で゛あるので、ステップ１２以下に進む、ステ
ップ１１の答が否定（Ｎｏ）のときは、クラッチが解離
し且つ車輌が停止しており、エンジンがアイドル状態で
あるので、ステップ１７以下に進む。

ステップ１２では、第３図に示すＮ　ｅ　−Ｐ　ＢＴＢ
Ｌテーブルよりエンジン回転数Ｎｅに応じた同図中実線
で示す吸気管内絶対圧の所定判別値Ｐ　ＢＴＩＩＬを検
索する。第３図中の破線はスロットル弁が全開の場合の
エンジン回転数Ｎｅと吸気管内絶対圧Ｐａ＾との相関関
係を示し、吸入空気量制御装置が作動して補助空気が供
給されるときは、エンジン回転数Ｎｅの各位に対し吸気
管内絶対圧ＰＢ＾はこの破線より上側の値を執る。しか
しながら、該吸気管内絶対圧Ｐａ＾がこの破線から上側
に大きくはずれた値を執るときは、スロットル弁全閉時
に補助空気量が正常な制御により供給されるべき量を超
えており、吸入空気量制御装置が異常であることを示し
ている。従って、正常な補助空気量制御によりエンジン
回転数Ｎｅに対して与えられる吸気管内絶対圧ＰＢ＾の
上限値又は誤判断防止の為にそれに小さな値を加えた値
をＰ　ＢＴＢＬとし、検出された吸気管内絶対圧Ｐａ＾
が該Ｐ　ＢＴＢＬ値を超過したか否かを判別することに
より吸入空気量制御装置の異常を検知することができる
。

即ち、次のステップ１３では吸気管内絶対圧Ｐｅ＾が前
記所定値Ｐ　ＢＴＢＬより大きいが否かを判別する。こ
の答が否定（Ｎｏ）のときは、吸入空気量制御装置は正
常と推定されるので、前記ステップ６を実行して本プロ
グラムを終了する。この答が肯定（Ｙｅｓ）のときは、
吸入空気量制御装置が異常と推定され、次のステップ１
４でこの異常検知状態が所定時間ＴｇｓＴｉｉ（例えば
５秒）以上継続したか否かを判別する。この判別は前記
ステップ１３の答が肯定（Ｙｅｓ）となる以外の場合、
即ち前記ステップ６又は後述するステップ１９が実行さ
れる場合に０にリセットされるＴ　ｓｔｉエタイマのタ
イマ値Ｔ　ｒｒｉ□が所定時間Ｔ　ｈｒｒｉ工以上が否
かを判別することにより行う。ステップ１４の答が肯定
（Ｙｅｓ）のときは、吸入空気量制御装置が異常である
と最終的に判定し、フラグＦ　５ｒｒｉを１に設定して
（ステップ１５）本プログラムを終了する。

ステップ１４の答が否定（Ｎｏ）のときは、誤判定の防
止のため、異常とは判定せず、後述するＴ　５Ｔｉ２タ
イマを０にリセットして（ステップ１６）本プログラム
を終了する。

ステップ１７以下では、アイドル状態での吸入空気量制
御装置の異常検知を行うが、吸入空気量制御装置が正常
な状態のアイドル回転数は略一定値に制御されるので、
エンジン回転数Ｎｅによりこれを行う。即ち、エンジン
回転数Ｎａが通常のアイドル回転数よりかなり高い所定
値Ｎ　ｓｔｉ　（例えば２００　Ｏｒｐｍ）より高いが
否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）のときは、吸入
空気量制御装置は正常と推定されるので、前記ステップ
６を実行して本プログラムを終了する。この答が肯定（
Ｙｅｓ）のときは、補助空気量が正常な制御により与え
られる量を超えており、吸入空気量制御装置が異常と推
定されるので１次のステップ１８でこの状態が所定時間
ＴｔｓＴｉ、　（例えば５秒）以上継続したか否かを判
別し、この答が肯定（Ｙｅｓ）であれば、吸入空気量制
御装置が異常であると最終的に判定し、フラグＦ　５ｓ
ｒｉを１に設定して（ステップ１５）本プログラムを終
了する。

ステップ１８の答が否定（Ｎｏ）のときは、誤判定の防
止のため、異常とは判定せず、前記Ｔ　ｓＴｉ。

タイマを０にリセットして（ステップ１９）本プログラ
ムを終了する。

尚、上記実施例においては、内燃機関の補助空気量を制
御する吸入空気量制御装置について本発明方法を適用す
る場合について述べたが、これに限らず、本発明方法は
アクセルペダルの踏込量を電気的に検出し、該検出踏込
量に応じてパルスモータ等によりスロットル弁の開度を
制御する電子制御装置についても適用することができる
。即ち、内燃機関の減速運転状態をアクセルペダルが所
定位置より戻されたことにより検知し、この状態でスロ
ットル弁下流の吸気管内絶対圧が所定値より高いことを
検知したならば、パルスモータ等の機械的ロックにより
アクセルペダルの踏込量に対してスロットル弁が正常な
制御による場合より開き過ぎているので、前記スロット
ル弁の電子制御装置、即ち吸入空気量制御装置が異常で
あると判定するようにすることができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明に依れば、内燃エンジンの所
定の減速運転状態を検知し、該所定の減速運転状態が検
知されたとき、スロットル弁下流の吸気管内絶対圧が所
定値より高いか否かを検知し、吸気管内絶対圧が該所定
値より高いことを検′知したとき、吸入空気量制御装置
が異常であると判定するようにしたので、内燃機関の吸
入空気量制御装置、例えば吸入空気量を制御する電磁弁
等の機械的異常を検知することができ、内燃機関のアイ
ドル回転数の異常な上昇等を逸早く知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸入空気量制御装置を備えた内燃エンジンの全
体構成図、第２図は第１図の吸入空気量制御装置の異常
検知方法を実行するプログラムのフローチャート、第３
図は第２図のプログラムで使用されるＮ　ｅ　−ＰＢＴ
ＢＬテーブルを示す図である。 １・・・内燃エンジン、２・・・吸気管、３′・・・ス
ロットル弁、４・・・スロットル弁開度（θＴＨ）セン
サ。 ５・・・ＥＣＵ、８・・・吸気管内絶対圧センサ、９・
・・エンジン水温（Ｔ　ｗ）センサ、１０・・・エンジ
ン回転数センサ、１１・・・補助空気通路、１３・・・
比例電磁弁、１４・・・車速センサ、１５・・・電磁弁
電流制御装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　内燃エンジンの運転パラメータに応じて該内燃エ
   ンジンの制御量を決定し、該内燃エンジンに吸入される
   空気量を該制御量に基づいて制御する内燃エンジンの吸
   入空気量制御装置の異常検知方法において、前記内燃エ
   ンジンの所定の減速運転状態を検知し、該所定の減速運
   転状態が検知されたとき、前記制御量を最大値以外の設
   定値に制御し、スロットル弁下流の吸気管内絶対圧が所
   定値より高いか否かを検知し、吸気管内絶対圧が該所定
   値より高いことを検知したとき、前記吸入空気量制御装
   置が異常であると判定することを特徴とする内燃エンジ
   ンの吸入空気量制御装置の異常検知方法。
2. ２．　前記所定値はエンジン回転数の低下に伴ってより
   高い値に設定されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の内燃エンジンの吸入空気量制御装置の異常検
   知方法。
3. ３．　前記所定の減速運転状態は内燃エンジンのスロッ
   トル弁の開度が所定の低開度より小さい状態であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジン
   の吸入空気量制御装置の異常検知方法。