JPS63201350A - エンジンの制御装置 - 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） 本発明は吸気通路に電気的に’Ｍ＠されるスロットル弁
を備えたエンジンの制御装置に圓するものである。

（従来技術） 従来、例えば特開昭５６−１４８３４号公報にみられる
ように、吸気通路に設けたスロットル弁を、アクセルペ
ダルの操ｆｉ量検出信号等を受けるｕｒ　ｒａ部により
、ステップモータ等を介して電気的に＆１Ｊｌｌするよ
うにしたエンジンは知られている。

このように電気的にスロットル弁をｈ＋　ｗ　ｔ、、た
場合、要求に応じたスロットル聞磨特性が得られる等の
利点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のようにスロットル片を電気的に制御する場合、ス
ロットル弁のｌｌｊ　ｌｌｊ系に故障が生じる可能性が
あり、故障によってスロットル弁がｆｉ動しなくなると
、この故障が修復されるまでの走（ｊ性を確保する上で
問題が生じる。

そこで本発明は、先ず、電気的に！、１１　ｍされるス
ロットル弁（主スロットル弁）の故障に対する安全装置
として、主スロットル弁をバイパスするバイバス通路を
設け、このバイパス通路に、アクセル操作部に機械的に
連結された副スロットル弁と、通常時にバイパス通路を
■じて主スロットル弁の故障時に開作動するシャッター
弁とを設けることにより、主スロットル弁の故障時にバ
イパス通路からエンジンに吸気を供給して走行性を確保
することを基本的目的とする。

ただしこのような安全装置を設ける場合に、安全ｖＬ四
として本来の目的からは主スロットル弁のｕ４ｔＸｌ系
の故障時にのみ上記シャッター弁を開作動すればよいわ
けであるが、主スロットル弁＠御系の故障によってシャ
ッター弁が開かれる機会は非常に少ないので、主スロッ
トル弁が正常に作動している運転中に常にシャッター弁
をｍじておくと、バイパス通路内の空気の移動がなくな
り、カーボンや塵埃等が上記シャッター弁および副スロ
ットル弁と通路壁との囚に付着、堆積し易くなる。そし
てこのようなカーボン等の付着に起因して、主スロット
ル弁＠御系の故障時に上記シャッター弁もしくは副スロ
ットル弁が正しく作動しなくなる可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑み、主スロットル弁１１ｉ
１１１系が正常な状態にある運転中にバイパス通路のシ
ャッター弁およびＤＩ主スロットル弁カーボン等が付着
、堆積することを防止し、主スロットル弁＠御系の故ｇ
ｌ［にシャッター弁等が正しく作動する状態を確保する
ことができるエンジンの制御装置を提供するものである
。

（発明の構成） 本発明は、吸気通路に設けられて電気的に＆ｌ制御され
る主スロットル弁と、この主スロットル弁をバイパスす
るバイパス通路に設けられてアクセル操作部に機械的に
連結された副スロットル弁と、上記バイパス通路に設け
られて通常時にバイパス通路をｍじ、上記主スロットル
弁の制御系の故障時に開くシャッター弁と、吸気量が多
い状態もしくは吸気量の増加が許容される状態にある特
定運転時を検出する検出手段と、上記主スロットル弁の
ｖＩｔＩｌ系の故障時以外でも上記検出手段により検出
された特定運転時に上記シャッター弁を開作動するシャ
ッター弁ＩＩ　ｍ手段とを備えたものである。

つまり、上記主スロットル斡訓Ｗ系の故障時には走行性
の確保のために上記バイパス通路のシャッター弁が開か
れるが、これとは別に、例えば高負萄時には本来的に吸
気量が多くて上記シャッター弁を開いても吸気量はあま
り増加魁す、また加速時には吸気けが増加しても運転性
に急彰費を及ぼさないことから、このような状態にある
特定運転時にもシャッター弁を聞き、バイパス通路の０
気を行なわせるようにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示し、この図において、エ
ンジン１のシリンダ内のピストン２の上方には燃焼室３
が形成され、この燃焼室３に吸気ボート４および排気ポ
ート５が開口し、これら吸気ボート４および排気ポート
５は、吸気弁６および措気弁７によってそれぞれ所定の
タイミングでｇｌｔｆｆｌされるようになっている。そ
して、上記吸気ボート４および排気ポート５は吸気通路
８および排気通路９にそれぞれ連通している。

上記吸気通路８には、吸気量を調整する主スロットル弁
１０が設けられるとともに、吸気ボート４の近傍に燃料
噴射弁１１が装備されている。上記主スロットル弁１０
は、マイクロコンピュータ等を用いた＠御ユニット１２
により、ステップモータ１３を介して電気的に制御され
ている。

また、上記士スロットル弁１０のｔＭｔｌＯ系が故障し
たときの安全装置として、主スロットル弁１０をバイパ
スしてその上流側と下流側の吸気通路８を連通するバイ
パス通路１４が形成され、このバイパス通！’８１４に
、アクセルペダル１５にケーブル１６等を介して接続さ
れた副スロットル弁１７と、アクチュエータ１９により
駆動されてバイパス通路１４を開閉するシャッター弁１
８とが設けられている。上記アクチュエータ１９は、図
に示す実施例ではダイヤフラム装置により形成され、こ
のアクチュエータ１９の室１９ａに負圧が導入されてい
るときはシャッター弁１８をｎじ、人気が導入されたと
きはスプリング１９ｂによってシャッター弁１８を聞く
ようになっている。上記アクチュエータ１９の室１９ａ
には、負圧側電磁弁２０および大気側電磁弁２１が配設
された通路２２を介し、主スロットル弁１０下流の吸気
通路８内の負圧と人気とが選択的に導入されるようにな
っている。そして、上記各電磁弁２０．２１が制御ユニ
ット１２によって＆１１ｔｌｌｌｌされることにより、
上記アクチュエータ１９によるシャッター弁１８の作動
が制御されるようになっている。

１記υ１１１１ユニツト１２には、アクセルペダル１５
の操作量を検出するアクセルセンサ２３からの信号と、
主スロットル弁１０の開度を検出する主スロットル開度
センサ２４からの信号と、主スロットル弁１０下流の吸
気負圧が大気圧に近い所定値に達したときにＯＮとなる
負圧スイッチ２５からの信号と、シャッター弁１８が■
じているときにＯＮとなるシャッター弁スイッチ２６か
らの信号とが人力されている。さらに当実施例では、車
両の駆動輪（図示せず）がスリップしているときに主ス
ロットル弁１０の開度を変更してエンジン出力を調整す
るトラクションコント０−ルを行なうように、図外のト
ラクシコンコントロールユニットから、トラクションコ
ントロール状態かどうかを示すトラクションコントロー
ルイネーブル信号２７、およびトラクションコントロー
ル用目標スロッＩ・ル開度２８も、上記制御ユニット１
２に入力される。

第２図は上記制御ユニット１２に含まれる手段を＊ｉブ
ロック図で示しており、ｖ４御ユニット１２には、主ス
ロットル弁１０に対する＆１１１系と、安全装置の上記
シャッター弁１８にする制御系とが含まれている。主ス
ロットル弁１０に対する制御系には、アクセルセンサ２
３からの信号に応じて基本スロットル開度（主スロット
ル弁１０の基本的な目４！ｌｌ開ｒ！１）をＩＩ韓する
基本スロットル回度演算手段３１と、トラクシコンコン
トロールイネーブル信号２７に応じて上記基本スロット
ル開度もしくはトラクシコンコントロール用目標スロッ
トル闘度２８を選定する開度選定手段３２と、これらの
手段を経て得られる目標スロットル開度と主スロットル
開度センサ 実ｖａ廉との比較に基づいて主スロットル弁１０の４１
１Ｍｌ値を決めるスロットル弁ｔＩ１１御手段３３と１
．Ｌ記υ制御値に応じてステップモータ１３を駆動する
ステップモータ駆動手段３４とが設けられている。

また、上記シャッター弁１８に対する制御系には、主ス
ロットル弁１０の目標ｖａ疫と実開度との差等に基づい
て主スロットル弁制御系の故障を判定する主スロットル
系故障判定手段３５と、主スロットル弁制御系の故障時
以外でもシャッター弁１８を開作動して差支えない状態
（吸気糟が多い状態もしくは吸気憬の増加が許容される
状態）にある特定運転時を検出する検出手段３６と、こ
れらの判定、検出に基づいて上記故ｌ１１Ｍおよび上記
特定運転時にシャッター弁１８をｒｍｆＦ勤する信号を
出力するシャッター弁制御手段３７とを備えている。上
記検出手段３６は、当実施例では、主スロットル開度セ
ンサ２４、負圧スイッチ２５およびアクセルセンサ２３
からの信号を受け、吸気負圧が小さくて主スロットル開
度が所定値以上の高角鈎時およびアクセルペダル操作量
の変化率が所定値以上の加速時を検出している。

第３図乃至第１１図は上記制御ユニット１２による１Ｉ
ｌＩＩｌｌの具体例を示したものであり、第３図はメイ
ンルーチン、第４図乃至第１０Ｙｌ！４は上記メインル
ーチンに含まれる各サブルーチン、第１１図は割込みル
ーチンである。

第３図のメインルーチンでは、スタートすると、まず初
期化のサブルーチンＲＡを行なう。それから、各種Ａ／
Ｄ変換のためのサブルーチンＲＢ。

基本スロットル回度算出のためのサブルーチンＲＣ１目
標ス［鳳ットルＩＪＩ　ａ　詐出のためのサブルーチン
ＲＤ　、特定運転時検出のためのりブルーチンＲＥ、主
スロットル弁υ制御系の故障判定のためのサブルーチン
ＲＦおよびシャッター弁制御のためのサブルーチンＲＧ
を順次実行し、これらの処理を繰返す。

初期化のサブルーチンＲＡにおいては第４図のように、
制御ユニット１２の各ボートの入出力の設定（ステップ
ＳＡｔ　）と、各レジスタの初１１値の設定（ステップ
５Ａ２）と、後述の割込みル−チンを行なわせる割込み
用タイマの設定（ステップＳＡ３　）とを順次行なう。

Ａ／Ｄ変換のためのサブルーチンＲＢにおいては第５図
のように、まずステップＳ８１でチャンネルＣＨの値を
０とする。それから、ステップＳ８２でＣＨボートの入
力値のＡ／Ｄ変換を行なうとともにステップＳＢ３でチ
ャンネルＣＨを１ずつ加篩し、ステップ５１３４で、チ
ャンネルＣＨが１のときはアクセルペダル操作ＩＡＣＰ
を、チｔ？ンネルＣＨが２のときは主スロットル！Ａ度
センサ２５の出力に基づく実スロットル［ｊｉｌ　Ｉｆ
　Ｔ　ＨＲを、チャンネルＣＨが３のときはトラクショ
ンコント０−ル用目標スロットル開度Ｔ丁Ｈを、それぞ
れＡ／Ｄ変換した値でストアする。そしてステップＳＢ
５でチャンネルＣＨが３になったことが判定されるまで
ステップ８８２からステップＳＢｓまでの処理を繰返し
、チャンネルＣＨが３になればリターンして次のサブル
ーチンに移る。

槙本スロットル開度鼻出のためのりブルーチンＲＣにお
いては第６図のように、ステップＳＣ１でアクセルペダ
ル操＊ｆｊｌＡＣＰを読込み、ステップＳＣ２で基本ス
ロットルｖＡ度ＴＨＯＢを弾出する。この場合、予め、
例えば図示のようなアクセル操作１ｆｌＡｃＰに応じた
基本スロットル開度Ｔ　ＨＯＢの特性が＆１ＪＩＩＩユ
ニット１２内に記憶され、これに基づき、そのときのア
クセル操作量に対応する基本スロットル開度丁ＨＯＢが
演０される。

ｇ標スロットル開度算出のためのサブルーチンＲＤにお
いては第７図のように、ステップＳＤ１でトラクション
コントロールイネーブル信号２７を読込み、ステップＳ
Ｄ２で上記信号２７に応じてトラクシコンコントロール
中か否かを調べる。

そして、トラクションコントロール中で／、１ければ、
ステップＳＤ３で上記基本スロットル開度Ｔ１］ＯＢを
目標スロットルＩｌ１丁ト１０Ｊとし、トラクシコンコ
ントロール中であれば、ステップＳＤ４でトラクション
コントロール用のｊｆｌｌｆｒＴＨを目標スロットル開
度ＴＨＯＪとする。　　−特定運転時検出のためのサブ
ルーチンＲＥにおいては第８図のように、ステップＳ　
Ｆ、　１で負圧スイッチ２５の信号を入力してステップ
ＳＥ２で負圧スイッチ２５がＯＮか否かを判定し、その
判定結果がＹＥＳであればさらにステップＳＥ３で主ス
ロットル開腹が所定値く例えば全開の６７８）より大き
いか否かを判定する。これらの判定は、エンジンの吸気
量が略最大となる程；復の高負荷時を講ぺるものであり
、ステップＳＦ２．８Ｅ３の判定結果がともにＹＥＳの
ときは、ステップＳＥ４で第１フラツグ５ＶＦ１を１に
セットしてからリターンする。

ステップＳＥ２．８Ｅ３のいずれかでの判定結果がＮＯ
のときは、ステップＳＥｓでアクセルペダル操作量ＡＣ
Ｐが設定値Ｂ〈例えば３０°）以上か否かを調べ、その
判定結末がＮＯのときは、ステップＳＥｅで第１フラツ
グ５ＶＦ１を０としてからリターンする。

ステップＳＥｓでの判定結果がＹＥＳのときは、現在の
アクセルペダル操作１．　Ａ　ＣＰから前回のアクセル
ペダル操ｆｉｔＡｃＰＬを減粋するこによりアクセルペ
ダル操作量の変化率ΔＡＣＰを求め（ステップ５Ｆ７）
、この変化率ΔＡＣＰが設定１ｉ　Ｃ以上か否かを調べ
る（ステップ５Ｅｓ）。そして、上記変化率ΔＡＣＰが
設定値Ｃ以上となる加速時には第１フラツグ５ＶＦＩを
１としくステップ５Ｅｅ）、そうでなければ第１フラツ
グ５ｖＦ１を０とする（ステップＳＥｗ）。さらにステ
ップＳ　Ｅ　ｎで上記のＡＣＰをＡＣＰＬと更新してか
らリターンする。

主スロットル弁ｖｔｉｌｌ系の故障判定のためのサブル
ーチンＲＦにおいては第９図のように、ステップＳＦ１
．ＳＦ２　で目標スｏ　ｙ　ト）Ｌｔ　ｆｔｔｌ　ＩＩ
　Ｔ　ＨＯＪおよび実スロットル開度ＴＨＲを入力する
。そして、目標スロットルＥｌｆｌｌｌｉＴＨＯＪと実
スロットル開度Ｔ　ＨＲとの差の絶対値ΔＴ　日を求め
（ステップ５Ｆ３）、この値ΔＴＨが故障判定琴準とな
る設定値より大ぎいか否かを調べる（ステップ５Ｆ４）
ことにより、主スロットル弁制御系の故障の有無を判定
する。この判定結果がＮＯのときは第２フラツグ５ＶＦ
２をＯとしくステップ５Ｆ５）、ＹＥＳのときは上記フ
ラッグ５ＶＦ２を１とセツトＪる（ステップ５Ｆｅ）。

シャッター弁制御のためのサブルーチンＲＧにおいては
第１０図のように、ステップＳＧ１でシャッター弁スイ
ッチ２６の信号を入力し、ステップＳＧ２で第２フラツ
グＳ　Ｖ　Ｆ　２の値を入力する。

次にステップＳＧ３でシャッター弁スイッチ２６がＯＮ
かＯＦＦかを調べる。そしてシャッター弁スイッヂ２６
がＯＮ（シャッター弁１８が開状態）の場合、ステップ
ＳＧ４での第２フラツグ５ＶＦ２の値の判別と、ステッ
プＳＧ５．８Ｇ６での第１フラツグ５ＶＦ１の値の入力
およびこの値の判別に基づき、上記各フラッグがともに
Ｏのときはそのままリターンし、いずれかのフラッグが
１のときは、ステップＳＧ７で、シャッター弁１８の７
クチユエータ１９に対する通路２２の人気側電磁弁２１
を岡、負圧側電磁弁２０を閉とすることによりシャッタ
ー弁１８を開作動してから、リターンする。また、シャ
ッター弁スイッチ２６が０ＦＦ（シャッター弁１８が開
状態）となっている場合、ステップＳ　Ｇ　ａでの第２
フラツグ５ＶＦ２（７）　Ｊｒｌｉ　（７）判別ト、ス
’−ｒｙｌｓＧ９．５Ｇ１１１．ｔ”（７）１１１１フ
ラツグ５ＶＦ１の値の入力およびこの値の判別に基づき
、上記各フラッグのいずれかが１のときはそのままリタ
ーンし、各フラッグがともに０のときは、ステップ５０
１１で、上記人気１１１７ｔｆ％ａ弁２１を閉、負圧側
電磁弁２０を開とすることによりシャッター弁１８を１
１１６勤してから、リターンする。

第１１図に示す割込みルーチンは、主スロットル弁駆動
のためのものであって、１ｍＳ毎に起動される。このル
ーチンにおいては、ステップＳ１゜８２で目標スロット
ル開度Ｔ　ＨＯＪおよび実スロットル開度ＴＨＲをそれ
ぞれ入りし、ステップＳ３で上記実スロットル開度Ｔ　
ＨＲをステップモータ１３のステップに相当する値丁Ｈ
ＲＭｋ：ｔ！換する。そして、ステップ８４．８５での
上記値Ｔ　Ｉ−（ＲＭと目標スロットル開度ＴＨＯＪと
の比較に基づき、上記値Ｔ　ＨＲＭが目標スロットル開
Ｉｆ　Ｔ　ＨＯＪと等しけばそのままリターンし、目標
スロットル同１度ＴＨＯＪより大きければ主スロットル
弁１０を開方向に１ステップ作動しくステップＳｓ　）
、小さければスロットル弁１０を開方向に１ステップ作
仙する（ステップ８７）。

以上のようなｌｌ１１御装置によると、主スロットル弁
１０の制御系の故障時には、ステップモータ１３への通
電が停止されることで、リターンスプリング（図示せず
）により主スロットル弁１０が全［ｆｆ＋にされる一方
、故障判定のためのυブールーチンＲＦと、シャッター
弁１ｉ１１１のためのサブルーチンＲＧの中での第２フ
ラツグ５ＶＦ２の値に応じた処理とより、バイパス通路
１４のシャッター４１８が開かれる。従って、上記シャ
ッター弁１８と副スロットル弁１７とを有するバイパス
通路１４を通して、エンジンに吸気が供給され、これに
より、主スロットル弁ａ、＋＋御系の故障時にも走行性
が確保される。

主スロットル弁１０のｔＩｌ１ｍ系が正常に作動してい
る状態にあるときは、サブルーチンＲＤでの目標スロッ
トル聞Ｉｆ　Ｔ　ｌ−１０Ｊを０出する処理と割込みル
ーチンでの処理とにより、主スロットル弁１０の血痕が
上記目標スロットル開度Ｔ　ｌ」ＯＪとなるように＆Ｉ
ｊｔｌｌされる。この場合に、特定運転時以外はシャッ
ター弁１８が開状態とされ、上記主スロットル弁１０を
通してエンジン出力上の要求に応じた所要量の吸気がエ
ンジンに供給される。

また、主スロットル弁ｖＩＩＩｌ系が正常な状態にある
場合でも前記の特定運転時（高負倚時もしくは加速時）
には、勺ブルーチンＲＥでの処理によってこれが検出さ
れ、これに基づき、リブルーチンＲＧの中での第１フラ
ツグ５ＶＦＩの値に応じた処理により、シャッター弁１
８が聞ｆ１動される。

従って、上記特定運転時にはバイパス通路１４を空気が
流通してバイパス通路内の帰気が行なわれ、シャッター
弁１８や副スロットル弁１７にカーボンなどが付着、堆
積することが防止される。この場合、エンジンの吸気量
が略最大となるような＾負荷時には、エンジンの吸入能
力の関係で、バイパス通路１４が聞かれてもエンジンの
総吸気吊は番よとんど変らず、エンジン出力に変動をき
たさない。また、加速時には、バイパス通路１４が聞か
れて喚気量が多少増加しても、エンジン出力の上昇を期
待している運転名に違和感はなく、むしろ＃ｆＩ′ｆ１
１性能が高められて好ましい状態が得られる。

従って、運転性に悪影響をおよぼすことなくバイパス通
路１４の掃気が行なわれることとなる。

本発明の具体的構造ｔよ上記実施例に限定されず、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例え
ば、上記実施例では故障時以外に高負荷時と加速時とに
それぞれシャッター弁１８を開くようにしているが、高
負拘時と加速時のうちのいずれか一方の運転時にシャッ
ター弁１８を聞くようにしてもよく、また、このような
特定運転時に一定ｔｓｍだｔプシャッター弁１８を圓く
ようにしてもよい。

なお、エンジン運転中にバイパス通路１４の掃気を行な
う方法としてはこのほかに、シャッター弁が■じている
時開をタイマで計測して、このタイマが一定値以上にな
るとシャッター弁を一時的に開き、つまり一定運転１１
１ｇ１毎に所定Ｗ８Ｉ！ｌだけシャッター弁を開くよう
にすることも考えられる。

ただしこの場合、シャッター弁開作動時の運転状態によ
っては運転性が悪化する可能性があり、これを防止する
には、シャッター弁が開いたときに主スロットル弁のＩ
ｎ　ＩＩを小さくする方向に補正することにより、総吸
気植を調整する必要がある。

これに対し、上記のような特定運転時にシャッター弁１
８を開くようにすると、このときの主スロットル弁の国
境の補正が不要であるので、主スロットル弁の制御が複
雑になることがない。

（発明の効果） 以上のように本発明は、主スロットル弁をバイパスする
バイパス通路にｎ１スロットル弁とシャッター弁とを設
けて、主スロットル弁υ制御系の故障時の走行性確保の
ため上記故障時にシャッター弁を開くようにするほかに
、吸気量が多い状態や吸気量の増加が許容される状態に
ある特定運転時にシャッター弁を開作動するようにして
いるため、正常なエンジン運転中に、運転性には悪影響
を及ぼさないようにしつつ、バイパス通路の好気を行な
うことができる。従って、−正常なエンジン運転中に上
記シャッター弁やｆｉｌｌスロットル弁にカーボン等が
付着、堆積することが防止され、主スロットル弁制御系
の故障時に上記シャッター弁等が確実に作動する状態を
確保しておくことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す装置全体の概略図、第２
図はＩＩ御ユニットに含まれる各手段を示す機能ブロッ
ク図、第３図乃至第１１図は制御のフローヂャートであ
る。 １・・・エンジン、８・・・吸気通路、１０・・・主ス
ロットル弁、１２・・・＆ＩＩＩＩｌユニット、１４・
・・バイパス通路、１７・・・副スロットル弁、１８・
・・シャッター弁、３６・・・特定運＠時検出手段、３
７・・・シャッター弁制御手段。 特許出願人　　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　
人　　　　　　弁理士　　小谷　悦司同　　　　　　　
　弁理士　　長１）　正向　　　　　　　　弁理士　　
板谷　康夫第　　３　　図　　　　　　　　　第　　４
　　図第　　６　　図 第　　７　　図 第　　９　　図 第　　１０　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気通路に設けられて電気的に制御される主スロッ
   トル弁と、この主スロットル弁をバイパスするバイパス
   通路に設けられてアクセル操作部に機械的に連結された
   副スロットル弁と、上記バイパス通路に設けられて通常
   時にバイパス通路を閉じ、上記主スロットル弁の制御系
   の故障時に開くシャッター弁と、吸気量が多い状態もし
   くは吸気量の増加が許容される状態にある特定運転時を
   検出する検出手段と、上記主スロットル弁の制御系の故
   障時以外でも上記検出手段により検出された特定運転時
   に上記シャッター弁を開作動するシャッター弁制御手段
   とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。