KR19980081650A - 내연기관의 제어장치 - Google Patents

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KR19980081650A
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마쯔모토타쿠야
하시모토토오루
미야케미쯔히로
이노우에세이이찌
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카와소에카쯔히코
미쯔비시지도오샤고오교오가부시기가이샤
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Abstract

본 발명은, 전자스로틀제어장치부착 내연기관의 제어장치에 관한 것으로서, 전자스로틀제어장치가 고장난 경우에도 주행시에 운전자의 부담을 경감할 수 있도록 하는 것을 과제로 하고, 그 해결수단에 있어서, 스로틀밸브(15)를 전기적으로 구동하는 전자스로틀제어장치(159)를 구비한 내연기관에 있어서, 전자스로틀제어장치(150)의 고장을 검출하는 고장검출수단(70)과, 고장검출수단(70)에 의해서 전자스로틀제어장치(150)의 고장이 검출된 경우, 내연기관의 회전수가 소정치 이상이 되면 내연기관으로의 연료공급을 제한하는 제어수단(16)를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

내연기관의 제어장치
본 발명은, 전자스로틀제어장치와, 이 전자스로틀제어장치의 고장에 대한 기관의 제어대책을 구비하고, 차량용 내연기관으로서 사용하게 바람직한 전자스로틀제어장치부착 내연기관의 제어장치에 관한 것이다.
종래부터, 자동차 등의 엔진에 있어서, 액셀페달과 스로틀밸브의 사이를 전기신호에 의해서 연락하도록 한 드라이브바이와이어(이하, DBW라고 함)가 개발되고 있다. 이와 같은 DBW에서는, 액셀페달과 스로틀밸브가 기계적으로 접속되어 있지 않고, 액셀페달의 조작량(액셀개방도)의 외에도 여러 가지의 파라미터에 의거해서 컴퓨터에 의해 가상이 액셀개방도(의사액셀개방도)를 설정하고, 이에 따라서 스로틀밸브를 제어할 수 있어, 전자스로틀제어장치라고도 칭한다.
따라서, 예를 들면 액셀페달이 조작되고 있지 않은(즉, 액셀개방도가 미소한 소정치이하의)아이들 운전시에, 스로틀밸브를 미세조정하면서 아이들스피드를 제어하거나 할 수 있는 이외에, 차량의 주행상태나 엔진의 운전상태에 따라서 액셀개방도(운전자의 조작)를 보정하도록 해서 의사액셀개방도를 설정해서 이에 의거한 스로틀제어에 의해, 필링 좋은 엔진운전을 실현할 수도 있다.
한편, 최근 점화플러그에 의해 불꽃점화하는 내연기관(일반적으로는, 가솔린엔진)에 있어서, 실린더내에 직접연료를 분사하는 불꽃점화식 기통내분사형 내연기관(이하, 엔진이라고 함)이 실용화되고 있다. 이러한 엔진에서는, 연료분사타이밍을 자유롭게 행할 수 있고 혼합기의 형성상태를 자유롭게 제어할 수 있는 특성을 이용해서 기관의 연비성능의 향상과 출력성능의 향상을 양립시킬수 있다.
즉, 이 불꽃점화식 기통내분사형엔진에서는, 압축행정에서 연료를 분사함으로써 층형상연소에 의해 연료의 극히 희박한 상태(즉, 공연비가 이론공연비보다 극히 크다)에서의 운전(초희박연소운전)을 행할 수 있고, 그 연소형태로서 제 1희박연소모드(압축행정분사모드)를 구비하고 있고, 연료소비율의 대폭적인 향상을 실현할 수 있다.
불꽃점화식 기통내 분사형엔진에서는, 주로 흡기행정에서 연료를 분사하는 예혼합연소운전도 당연히 행할 수 있고, 이 경우에는, 연소실(실린더내)에 직접 연료를 분사함으로써, 각 연소사이클에서 분사한 연료의 대부분을 그 연소사이클내에서 확실히 연소시킬 수 있기 때문에, 엔지출력을 향상시킬 수도 있다.
이와 같은 예혼합연소운전도, 제 1희박 연소모드 정도는 아니지만 연료의 희박한 상태(즉, 공연비가 이론공연비보다도 크다)에서 운전을 행하는 제 2희박연소모드(흡기행정분사모드)와, 공연비가 이론공연비가 되도록 02센서정보 등에 의거해서 피드백제어를 행하는 스토이키오운전모드(스토이키오피드백운전모드)와, 연료의 과농후 상태(즉, 공연비가 이론공연비보다도 작다)에서 운전을 행하는 과농후운전모드(오픈루프모드)를 연소형태로서 설정할 수 있다.
일반적으로는, 엔진에의 요구출력이 작으면, 즉, 엔진의 회전수가 낮고 부하도 작으면, 제 1희박연소모드로서 연비의 향상을 도모하고, 이 보다도 엔진회전수나 엔진부하가 증대함에 따라서, 제 2희박연소모드, 스토이키오운전모드, 과농후운전모드의 순서로 선택하도록 구성되어 있다.
그런데, 초희박연소운전(제 1희박연소모드)의 경우, 공연비를 크게 하기 위하여, 연소실에 의해 많은 공기를 공급할 필요가 있으나, 이 제 1희박연소모드는, 엔진부하가 낮은 영역, 즉, 액셀페달의 답입량(엑셀개방도)이 작은 영역에서 운전을 행하므로, 액셀개방도에 따른 스로틀밸브개방도에서는 소요의 공연비를 만족시킬 수 없다.
그래서, 스로틀밸브를 구비한 흡기통로를 우회하는 에어바이패스통로를 설치하고, 이 에어바이패스통로에 전자제어밸브(에어바이패스밸브)를 개장하고, 액셀개방도에 따른 스로틀밸브개방도에서는 흡기부족이 될 때에, 이 에어바이패스밸브를 필요한 공기량에 따라서 개방해서 공기공급을 행하도록 한 기술도 개발되고 있다.
그런데, 상기한 불꽃점화식 기통내분사형엔진에 상기한 드라이브 바이 와이어(DBW)를 적용하는 것도 생각할 수 있다. 즉, DBW에서는 액셀개방도에 대응하지 않고 스로틀밸브개방도를 제어할 수 있으므로, 액셀개방도에 따른 양보다도 다량의 공기를 연소실에 공급할 수 있고, 불꽃점화식 기통내분사형엔진의 압축희박운전시 등에 액셀개방도가 작아도 팰요량의 공기를 연소실에 공급할 수 있는 것이다.
그러나, 이와 같은 DBW를 채용할 경우, 기통내분사형엔진에 한정되지 않고, DBW의 만일의 고장에 대한 대책도 준비해두기 바란다.
예를 들면, 이 DBW의 고장원인으로서는, DBW에 의해 제어되는 스로틀밸브가, 배출가스환류장치에 의해 환류되는 배출가스나 블로우바이가스 등에 함유된 먼지 등의 이물이 들어감으로써 고착해버리는 것도 생각할 수 있다.
이와 같은 DBW가 고장나면, DBW에 의한 스로틀밸브의 개방도제어를 적절하게 행할 수 없고, 운전자의 출력요구의사를 엔진출력에 반영시키는 것이 곤란할 뿐만 아니라, 엔진출력이 필요이상 커져버리는 경우도 있어, 운전자가 빈번하게 브레이크조작하지 않으면 차속을 제어할 수 없는 경우가 있으므로, 운전자에게도 브레이크장치에 대해서도 큰 부담이 된다.
본 발명은, 상기한 과제에 비추어 창안된 것으로서, 전자스로틀제어장치가 고장난 경우의 주행시에 운전자의 부담을 경감할 수 있도록 한 전자스로틀제어장치부착 내연기관의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태로서의 전자스로틀제어장치부착 내연기관의 제어장치의 제어장치의 요부를 표시한 모식적인 구성도
도 2는 본 발명의 일실시형태로서의 전자스로틀제어장치부착 내연기관의 제어장치의 제어장치를 표시한 블록도
도 3은 본 발명의 일실시형태로서의 전자스로틀제어장치부착 내연기관의 제어장치의 흡기제어계를 표시한 블록도
도 4는 본 발명의 일실시형태로서의 전자스로틀제어장치부착 내연기관의 제어장치의 흡기제어계의 실패대책처리를 표시한 순서도
도 5는 본 발명의 일실시형태로서의 전자스로틀제어장치부착 내연기관의 제어장치의 흡기제어계의 실패대책처리중의 긴급바이패스처리를 표시한 순서도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 엔진본체 2: 흡기통로
2A: 흡기포트 3: 스로틀밸브설치부분
4: 에어클리너 5: 스로틀보디
5A: 스로틀보디내의 흡기통로 7: 흡기관
8: 서지탱크 9: 흡기매니폴드
12: 긴급바이패스밸브장치 13: 바이패스통로
14: 바이패스밸브본체
15: 전자제어스로틀밸브(스로틀밸브)
16: 제어수단으로서의 엔진제어컴퓨터(엔진 ECU)
16A: 목표개방도 설정부 17: 배기통로
17A: 배기포트 18: 연소실
19: 흡기밸브 20: 배기밸브
21: 연료분사밸브(인젝터)
22: 연료탱크 23A∼23E: 연료공급로
24: 저압연료펌프 25: 고압연료펌프
26: 저압조절기 27: 고압조절기
28: 송출파이프 29: 배출가스환류통로(EGR통로)
30: EGR밸브(배출가스량조정수단)
32: 블로우바이가스를 환원하는 유로
33: 크랭크실 적극환기용밸브
34: 캐니스터 35: 배출가스정화용촉매
36: 흡기온도센서
37A: 제 1스로틀포지션센서(TPS1)
37B: 제 2스로틀포지션센서(TPS2)
38: 아이들스위치 40: 제 1기동검출센서
41: 크랭크각센서 42: 수온센서
43: O2센서 50: 액셀페달
70: 고장판정수단
51A: 운전자요구검출수단으로서의 제 1액셀포지션센서(APS1)
51B: 운전자요구검출수단으로서의 제 2액셀포지션센서(APS2)
120: 긴급바이패스밸브제어장치
150: 전자스로틀제어장치(드라이브바이와이어(DBW))
151: 버터플라이밸브
152: 버터플라이밸브를 지지하는 축
153: 리턴스프링
154: 전동모터(스로틀 액츄에이터)
155: 기어기구
160: 스로틀제어 컴퓨터(스로틀콘트롤러)
160A: 스로틀개방도 피드백제어부
170: 자동변속기(AT)
171: 자동변속기콘트롤러(AT콘트롤러)
180: 경고등
이 때문에, 본 발명의 내연기관의 제어장치는, 스로틀밸브를 구동수단에 의해 전기적으로 구동하는 전자스로틀제어계를 포함하고 내연기관의 출력을 제어하는 제어수단을 구비한 내연기관의 제어장치에 있어서, 상기 스로틀제어계의 고장을 검출하는 고장검출수단을 설치하고, 상기 제어수단은, 상기 고장검출수단에 의해 상기 스로틀제어계의 고장이 판정된 경우에, 상기 내연기관의 회전수가 소정치이상의 영역에서 이 내연기관으로의 연료공급을 제한하는 것을 특징으로 한다.
또는, 본 발명의 내연기관의 제어장치는 스로틀밸브를 구동수단에 의해 전기적으로 구동하는 전자스로틀제어계를 포함하고 내연기관의 출력을 제어하는 제어수단을 구비한 내연기관의 제어장치에 있어서, 상기 스로틀제어계의 고장을 검출하는 고장검출수단과, 상기 내연기관에 대하여 소정의 흡기량의 공급을 확보하는 소정흡기량공급수단을 설치하고, 상기 제어수단은, 상기 고장검출수단에 의해 상기 스로틀제어계의 고장이 검출되는 동시에, 이 고장을 스로틀밸브가 제 1개방도이상의 개방도상태에서 고정되는 개방고착이 아닌 경우에, 상기 소정흡기량공급수단을 작동시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면에 의해 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하면, 도 1∼도 5는 본 발명의 일실시형태로서의 전자스로틀제어장치부착 내연기관의 제어장치를 표시한 것이고, 이들 도면에 의거해서 설명한다.
(차량에 탑재된 엔진의 전체설명)
먼저, 본 실시형태에 관한 엔진(내연기관)은, 불꽃점화식 기통내분사형내연기관(이하, 기통내분사엔진이라고도 한다)이고, 그 구성에 대해서 도 2를 참조하면서 설명한다.
도 2에 있어서, (1)은 엔진본체, (2)는 흡기통로, (3)은 스로틀밸브설치부분, (4)는 에어클리너이다. 흡기통로(2)는 상류쪽으로부터 흡기관(7), 스로틀보디(5), 서지탱크(8), 흡기매니폴드(9)의 순서로 접속된 구성으로 되어 있다.
스로틀보디(5)에는, 전기적으로 제어되는 전자제어스로틀밸브(스로틀밸브)(15)가 구비되어 있고, 이 전자제어스로틀밸브(15)는 후술하는 스로틀제어컴퓨터(스로틀콘트롤러)(160)를 통해서 개방도제어된다. 또한 스로틀밸브의 목표개방도(목표스로틀개방도)는, 후술하는 엔진제어컴퓨터(ECU)(16)에 의해서, 액셀포지션센서(APS1)(51A)에서 검출된 액셀페달(50)의 답입량(액셀개방도) 및 엔진운전상태에 따라서 설정되도록 되어 있다.
그리고, 이와 같은 전자제어스로틀밸브(15) 및 엔진 ECU(제어수단)(16) 및 스로틀콘트롤러(160) 등으로부터 전자스로틀제어장치(즉, 드라이브바이와이어(DBW) (150)(도 1참조))가 구성되어 있다.
또, 이와 같은 전자제어스로틀밸브(15)와 병렬로, 긴급바이패스밸브장치(12)가 장비되어 있다. 이 긴급바이패스밸브장치(12)는 후술하는 전자제어스로틀밸브고장시(폐쇄고장시)에 기관의 연소가 성립하도록 공기를 공급하기 위한 것이고, 전자제어스로틀밸브(15)를 우회하도록 서지탱크(8) 상류쪽에 설치된 바이패스통로(13)와, 이 바이패스통로(13)에 개장된 바이패스밸브본체(14)로 이루어지고, 바이패스밸브본체(14)는 후술하는 엔진제어컴퓨터(엔진 ECU)(16)에 의해 제어되는 리니어솔레노이드(도시생략)에 의해서 구동되도록 되어 있다.
또, (17)은 배기통로, (18)은 연소실이고, 흡기통로(2) 및 배기통로(17)의 연소실(18)에의 개구부, 즉 흡기포트(2A) 및 배기포트(17A)에는, 흡기밸브(19) 및 배기밸브(20)가 장비되어 있다. 또, (21)은 연료분사밸브(인젝터)이고, 본 실시형태에서는, 인젝터(21)가 연소실(18)에 직접 연료분사하도록 배설되어 있다.
또, (22)는 연료탱크, (23A)∼(23E)는 연료공급료, (24)는 저압연료펌프, (25)는 고압연료펌프, (26)은 저압조절기, (27)은 고압조절기, (28)은 송출파이프이고, 연료탱크(22)내의 연료를 저압연료펌프(24)에 의해서 구동해서 다시 고압연료펌프(25)에 의해서 가압해서 소정의 고압상태에서 연료공급로(23A),(23B), 송출파이프(28)를 통해서 인젝터(21)에 공급하도록 되어 있다. 이때, 저압연료펌프(24)로부터 토출된 연료압력은 저압조절기(26)에 의해서 압력조절되고, 고압연료펌프(25)에 의해서 가압되어 송출파이프(28)에 인도되는 연료압력은 고압조절기(27)에 의해서 압력조절되도록 되어 있다.
또, (29)는 배출가스의 일부를 흡기통로(2)에 환류하는 배출가스환류통로(EGR통로), (30)은 EGR(29)을 통한 배출가스의 환류량을 조정하는 EGR밸브(배출가스량조정수단)이고, (32)는 블로우바이가스를 환원하는 유로이고, (33)은 크랭크실 적극환기용밸브이고, (34)는 캐니스터이며, (35)는 배출가스정화용촉매(여기서는, 3원촉매)이다.
그런데, 도 2에 표시한 바와 같이 엔진 ECU(16)에서는, 인젝터(21)의 구동제어나, 도시하지 않은 점화플러그를 작동시키는 점화코일의 구동제어나, EGR밸브의 개방도제어나, 고압조절기(27)에 의한 연료압제어 등에 추가해서, 긴급바이패스밸브장치(12)의 제어를, 엔진의 운전상태나 고장상태에 따라서 행하도록 되어 있다. 또, 스로틀콘트롤러(160)에서는, 전자제어스로틀밸브(15)의 개폐제어를 운전자의 액셀지령이나 엔진의 운전상태나 고장상태에 따라서 행하도록 되어 있다.
그래서, 엔진ECU(16)에는, 도 2에 표시한 바와 같이, 제 1액셀포지션센서(APS1)(51A), 에어플로센서(도시생략), 흡기온도센서(36), 스로틀개방도를 검출하는 스로틀포지션센서(TPS)(37B), 아이들스위치(38), 에어컨스위치(도시생략), 변속포지션센서(도시생략), 차속센서(도시생략), 파워스티어링의 작동상태를 검출하는 파워스티어링스위치(도시생략), 스타터스위치(도시생략), 제 1기통검출센서(40), 크랭크각센서(41), 엔진의 냉각수온을 검출하는 수온센서(42), 배출가스중의 산소농도를 검출하는 O2센서(43) 등으로부터, 검출신호가 송신되도록 되어 있다. 또한, 크랭크각센서(41)에 의거해서 기관회전수(엔진회전수)를 산출할 수 있으므로, 크랭크각센서(41)를 편의상 엔진회전수센서라고 부른다.
또, 스로틀콘트롤러(160)에는, 도 2에 표시한 바와 같이, 액셀포지션센서(APS)(51B), 스로틀포지션센서(TPS)(37A) 등으로부터 검출신호가 송신되도록 되어 있다.
그리고, 엔진 ECU(16)와 스로틀콘트롤러(160)는 서로 통신에 의해 정보를 교환할 수 있도록 구성되어 있다.
또, 본 엔진에는 자동변속기(AT)(170)와, 자동변속기(170)를 제어하는 자동변속기콘트롤러(AT콘트롤러)(171)가 부설되어 있고, 엔진ECU(16)과 이 AT콘트롤러(171)와의 사이에도 통신에 의해 서로 정보를 교환할 수 있도록 구성되어 있다.
또, 본 엔진에는, 오토크루즈기능도 구비되어 있고, 오토크루즈관련 입력정보에 따라서, 스로틀콘트롤러(160)에 의한 스로틀개방도제어 등이 행해지도록 되어 있다.
그런데, 이와 같은 본 엔진에서는, 운전모드로서 제 1희박연소모드(압축행정분사모드), 제 2희박연소모드, 스토이키오피드백운전연소운전모드, 오픈루프연소운전모드가 있고, 엔진의 운전상태(즉, 엔진회전수 및 엔진부하)나 차량의 주행상태 등에 따라서 이들 모드의 어느 하나가 선택되도록 되어 있다.
이중, 제 1희박연소모드는, 연료분사를 압축행정후기와 같이 극히 점화시기에 가까운 단계에서 행하고, 또한 연료를 점화플러그의 근처에 모아서 부분적으로는 농후로 하고 전체적으로는 희박으로 하면서, 층형상연소를 행하는 모드이고, 착화성, 연소안정성을 확보하면서 절약운전을 행할 수 있는 초희박연소모드이다. 본 실시형태에서는 종합공연비가 약 24이상의 영역으로 설정되어 있고, 가장 희박연소를 실현할 수 있으나 종합공연비에 대해서는 본 실시형태보다도 낮은 영역(예를 들면 종합공연비가 약 23이상정도의 범위)으로 설정해도 되고, 또, 본 실시형태보다도 높은 영역으로 설정해도 된다.
또, 제 2희박연소모드도 희박연소모드이지만, 이 모드에서는, 연료분사를 제 1희박연소모드보다도 앞(주로, 흡기행정)에 행하고, 연료를 미리 혼합해서 전체적으로는 이론공연비보다도 희박으로 하면서 착화성, 연소안정성을 확보하면서 어느 정도의 출력을 얻도록 하면서, 절약운전을 행하는 모드이다. 여기서는, 제 2희박연소모드의 영역을 종합공연비가 약 24이하이고 이론공연비이상의 영역으로 설정되어 있다.
또, 스토이키오피드백연소운전모드는, O2센서의 출력에 의거해서, 공연비를 스토이키오상태로 유지하면서 충분한 엔진출력을 효율좋게 얻을 수 있도록 하고 있다. 이 모드에서는, 흡기행정에서의 연료분사에 의거한 예혼합연소가 행해진다.
또, 오픈루프연소운전모드에서는, 가속시나 발진시 등에 충분한 출력이 얻어지도록, 오픈루프제어에 의해 스토이키오 또는 농후한 공연비에서의 연소를 행한다. 이 모드에서는 흡기행정에서의 연료분사에 의거한 예혼합연소가 행해진다.
이와 같은 각 운전모드는 엔진회전수 및 엔진부하에 따라서, 후술하는 엔진 ECU(16)에 의해 선택되나, 통상은 저회전, 저부하상태에서는 제 1희박연소모드가 선택되고, 엔진회전수나 엔진부하가 증가해가면, 제 2희박연소모드, 스토이키오연소운전모드의 순서로 절환되고, 또 엔진회전수나 엔진부하가 증가하면 오픈루프모드(과농후연소운전모드)로 절환된다.
엔진ECU(16)에서는, 이와 같이 운전모드를 선택한데다가, 각종 제어를 행하나, 스로틀밸브제어에 착목하면, 압축행정에서 연료분사해서 공연비가 극히 큰 제 1희박연소모드에서는, 목표공연비를 실현하기 위해서는, 액셀개방도에 따른 스로틀밸브개방도에서는 공기부족이 되기 때문에, 액셀개방도에 따른 스로틀밸브개방도 보다도 대폭적으로 큰 목표개방도(의사목표개방도)를 설정해서 이것에 의거해서 스로틀밸브의 개방도제어를 행하도록 되어 있다. 또, 스토이키오피드백연소운전모드나 오픈루프연소운전모드에서도, 액셀개방도에 따른 스로틀밸브개방도에서는 공기부족이 되는 경우가 있고, 이 경우에는 액셀개방도에 따른 스로틀밸브개방도보다도 적당히 큰 목표개방도(의사목표개방도)를 설정해서 이것에 의거해서 스로틀밸브의 개방도제어를 행하도록 되어 있다.
(흡기제어계의 설명)
여기서, 본 발명의 제어장치에 관한 전자스로틀제어장치(DBW)(150) 및 긴급바이패스밸브장치(12)의 제어계(즉, 긴급바이패스밸브제어장치)(120)에 착목해서 설명하면, 이들의 제어계는 도 1에 표시한 바와 같이 구성된다.
즉, DBW(150)를 구성하는 전자제어스로틀밸브(15)는, 스로틀보디(5)내의 흡기통로(5A)에 개장된 버터플라이밸브(151)와, 버터플라이밸브(151)를 지지하는 축(152)에 외장되어 버터플라이밸브(151)에 폐쇄동작부세력을 주는 리턴스프링(153)과, 축(152)을 회전구동하는 전동모터(스로틀액츄에이터)(154)와, 엑츄에이터(154)와 축(152)과의 사이에 개장된 기어기구(155)를 구비하고 있다.
그리고, 축(152)에는 버터플라이밸브(151)의 개방도(스로틀밸브개방도)를 검출하는 스로틀포지션센서(37)로서 제 1스로틀포지션센서(TPS1)(37A)와 제 2스로틀포지셔센서(TPS2)가 부설되어 있다. 이와 같이, 본 장치에서는 2개의 스로틀포지션센서(TPS1,TPS2)(37A),(37B)가 설치되어 있는데, 이것은 스로틀포지션센서(37A),(37B)의 고장시에 대비한 것이다.
DBW(150)는 , 이와 같은 전자제어스로틀밸브(15)와, 이 전자제어스로틀밸브(15)의 목표개방도를 설정하는 엔진ECU(16)과, 엔진ECU(16)에서 설정된 목표개방도에 의거해서 액추에이터(154)의 작동을 제어해서 스로틀밸브개방도를 조정하는 스로틀콘트롤러(160)로 구성되어 있다.
이 때문에, 도 1에 표시한 바와 같이 엔진 ECU(16)에는 목표개방도설정부(16A)가 구비되고, 스로틀콘트롤러(160)에는, 스로틀개방도피드백제어부(160A)가 구비되어 있다.
도 3은 스로틀제어에 착목한 제어블록도이고, 도 3에 표시한 바와 같이, 엔진ECU(16)의 목표개방도설정부(16A)에는, 제 1액셀포지션센서(APS1)(51A)로부터의 검출정보와 크랭크각센서(41)(도 2참조)의 검출결과로부터 얻어지는 엔진회전수로부터 목표엔진토크를 설정하는 기능(16a)과, 이 설정된 목표엔진토크에 흡기온보정 및 대기압보정을 실시하는 기능(16b)과, 에어컨, 전기부하 등에 관한 보정을 실시하는 기능(16c)과, 이 보정후의 목표엔진토크와 엔진회전수로부터 목표스로틀개방도를 설정하는 기능(16d)이 구비된다.
목표개방도설정부(16A)에는 또, 제 2스로틀포지션센서(TPS2)(37B)로부터의 검출정보에 의거해서 대시포트제어개방도를 설정하는 기능(16e) 과, 수온센서(WTS)에서 검출된 엔진의 냉각수온정보 등에 따라서 아이들스피드제어개방도를 설정하는 기능(16f)을 구비한 동시에, 이들의 각 설정개방도중에서 최대치를 선택하는 기능(16g)을 구비하고 있고, 선택한 최대설정개방도를 스로틀밸브의 목표개방도로서, 스로틀콘트롤러(160)에 출력하도록 되어 있다.
그리고, 스로틀콘트롤러(160)의 스로틀개방도피드백제어부(160A)에서는, 이 엔진ECU(16)로부터 출력된 스로틀밸브 목표개방도에 따라서 모토구동전류를 결정하고, 액츄에이터(스로틀제어서보라고도 한다)(154)의 구동을 제어하나, 이때 스로틀콘트롤러(160)내에서는, 제 1스로틀포지션센서(TPS1)(37A)에서 검출된 스로틀밸브개방도(실개방도)에 따라서 스로틀밸브를 피드백제어하도록 되어 있다.
그러나, 본 장치에서는 도 1에 표시한 바와 같이, 스로틀포지션센서(TPS1, TPS2)(37A),(37B)의 경우와 마찬가지로, 액셀포지션센서(51)도, 제 1액셀포지션센서(APS1)(51A)와 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 2개가 설치되어 있는데, 이것도 고장시에 대비한 것이다. 또한, 액셀포지션센서(51A),(51B)에 대해서는 운전자의 엔진출력의 요구상태(기관출력요구상태)를 검출할 수 있는 운전자요구검출수단으로서 기능한다.
그리고, 제 1액셀포지션센서(APS1)(51A)의 검출신호는 엔진ECU(16)에 입력되어 스로틀밸브목표개방도의 설정에 사용되고, 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 검출신호는 스로틀콘트롤러(160)에 입력되고, 제 1액셀포지션센서(51A)의 고장시에는 이 제 2액셀포지션센서(51B)의 검출신호가 스로틀콘트롤러(160)로부터 통신에 의해 엔진ECU(16)에 송신되어 스로틀밸브목표개방도의 설정에 사용되도록 되어 있다.
스로틀포지션센서에 대해서도, 제 1스로틀포지션센서(TPS1)(37A)의 검출신호는 스로틀콘트롤러(160)에 입력되고 스로틀밸브의 피드백제어에 사용되고, 제 2스로틀포지션센서(TPS2)(37B)의 검출신호는 엔진ECU(16)에 입력되고, 상기한 대시포트제어 등에 사용되는 이외에, 제 1스로틀포지션센서(37A)의 고장시에는 이 제 2스로틀포지션센서(37B)의 검출신호가 엔진ECU(16)로부터 통신에 의해 스로틀콘트롤러(160)에 송신되고 스로틀밸브의 피드백제어에 사용되도록 되어 있다.
한편, 긴급 바이패스밸브장치(12)는, 스로틀보디(5)내의 흡기통로(5A)와 병렬로(즉, 전자제어스로틀밸브(15)의 버터플라이밸브(151)의 상류쪽과 하류쪽의 사이에)장비된 바이패스통로(13)와, 이 바이패스통로(13)에 설치된 바이패스밸브본체(14)와, 이 바이패스밸브본체(14)를 개폐구동하는 도시하지 않은 리니어솔레노이드와, 이 리니어솔레노이드의 작동을 제어하는 엔진ECU(16)으로 구성되고, 그 제어계(긴급바이패스밸브제어장치)(120)는, 리니어솔레노이드 및 엔진ECU(16)로 구성된다.
긴급바이패스밸브장치(12)는, DBW(150)의 만일의 고장에 대처하기 위하여 구비되고 있는데, 본 장치에서는, 이와 같은 DBW(150)의 고장대책으로서,엔진ECU(16) 및 스로틀콘트롤러(160)에 있어서, 여러 가지 고장판정을 행하도록 되어 있고, 각 고장판정에 대해서 예를 들면 긴급바이패스밸브장치(12)를 사용하는 등해서 각각의 대응처리를 행하도록 되어 있다.
또한, 도 1에 표시한 바와 같이, 이 고장대응처리에 이용할 수 있도록, 배터리(61)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 전원공급회로에는, 전원릴레이(62)가 개장되어 있고, 엔진ECU(16)에 의해서 적당히 ON, OFF할 수 있도록 되어 있다. 또, (180)은 긴급바이패스처리시에 점등하는 경고등이다.
여기서, 각 고장판정처리에 대해서 설명한다. 이 고장판정처리는 엔진 ECU(16) 및 스로틀콘트롤러(160)에 설치된 고장판정수단(70)에 의해서, 각종 검출정보나 제어정보에 의거해서 행해지나, 구체적으로는 다음과 같은 각 판정처리를 행하도록 되어 있다.
A. 포지션피드백고장
먼저, 전자제어스로틀밸브(15)의 개방도(포지션)를, 지령대로 조정할 수 없다는 고장(포지션피드백고장)의 판정처리에 대해서 설명한다.
포지션피드백의 고장이란, ① 밸브계의 고착(완전 폐쇄고착을 포함)이나, ② 모터출력오픈고장이 있고, 포지션피드백고장신호를 수신한 경우에, 고장이라고 판정한다.
단, ① 점화스위치가 ON이다. ② 모터릴레이가 ON이다. 또는, 엔진 ECU(16)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 통신이상이 발생하고 있다. ③ 배터리전압 Vb가 소정치 이상이다. ④스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상은 발생하고 있지 않다. 와 같은 고장판정전제조건이 전부 성립한 경우에 이 고장판정을 행한다.
이 포지션피드백고장의 하나로, 전자제어스로틀밸브(15)의 고착이 있는데, 이 경우, 제 1스로틀포지션센서(APS1)(37A)에서 고착한 전자제어스로틀밸브(15)의 개방도를 검출할 수 있다. 그래서, 이 개방도정보로부터 스로틀밸브(15)가 제 1소정개방도이상에서 고착한 경우(밸브개방고착)에는, 개방고착대응처리(밸브개방고착실패처리)를 행하고, 스로틀밸브(15)가 제 2소정개방도이하에서 고착한 경우(밸브폐쇄고착)에는, 폐쇄고착대응처리(밸브폐쇄고착실패처리)를 행하도록 되어 있다.
개방고착대응처리(밸브개방고착실패처리)는, 다음의 각 처리를 행한다.
① 흡기량을 제한하기 위하여, 긴급바이패스밸브장치(12)를 OFF(폐쇄)로 한다.
② 연료분사모드는 제 1희박연소모드에 한정한다(압축행정분사모드로 한다)
③ 일부기통(예를 들면 6기통엔진이면 3기통)의 연료공급을 정지(일부기통연료차단)한다.
④ EGR제어를 정지(EGR차단)한다.
⑤ 엔진회전수Ne가 소정의 고회전영역(Ne≥3000rpm)
이면 전체기통에 대해서 연료공급을 정지(연료차단)해서, 엔진출력이 과잉이 안되도록 한다.
⑥ 엔진에 의해서 구동되는 보조기기류중 정지에 의해 엔진작동에 악영향을 주지 않는 것에 대해서는 작동정지로 한다(여기서는, 에어컨을 정지한다).
또, 밸브폐쇄고착실패처리로서는, 적은 흡기량에서도 안정된 연소를 행할 수 있도록 하기 위하여, 운전모드로서 희박연소모드에 포함되는 제 1희박연소모드나 제 2희박연소모드가 선택되는 것을 금지하는 처리를 행하도록 되어 있다. 즉, 밸브폐쇄고착실패처리로서는, 운전모드를 이론공연비모드(스토이키오피드백운전연소모드, 오픈루프연소운전모드)로 절환하는 처리를 행하도록 되어 있다.
또, 개방고착시이외의 밸브고장시(밸브폐쇄고착을 포함)에는, 스로틀밸브를 통한 흡기량확보가 곤란해지기 때문에, 폐쇄고착대응처리(밸브폐쇄고착실패처리)는, 긴급바이패스밸브장치(12)를 이용해서 흡기를 확보하기 위하여, 긴급바이패스처리를 행하도록 되어 있다.
B. 모터광장
모터고장에는, ① 모터지락(地絡), ② 모터천락(天絡)(과전류검출)이 있는데, 모터출력의 지락, 천락고장신호를 수신한 경우에, 고장이라고 판정한다. 단, ①모터릴레이가 ON이다. ② 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상은 발생하고 있지 않다. 와 같은 고장판정전제조건이 전부 성립한 경우에 이 고장판정을 행한다. 이와 같은 모터고장시에는 후술하는 긴급바이패스처리를 행한다.
C. TPS고장
스로틀포지션센서에는, 제 1 및 제 2의 2개의 TPS(37A),(37B)가 있는데, 스로틀콘트롤러(160)에 의한 피드백제어에 사용되는 제 1스로틀포지션센서(TPS1)(37 A)에 대해서는, ① 전류회로의 오픈 또는 단락에 의한 고장과 ② 리니어리티불량이 있고, 제 2스로틀포지션센서(TPS2)(37B)에 대해서는, ③ 특성이상과 ④ 전류회로의 오픈 또는 단락에 의한 고장이 있고, 각각의 고장신호를 수신한 경우에, 고장이라고 판정한다.
단, 이 고장판정은, ① 점화스위치가 ON이다. ② 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상은 발생하지 않고 있다. 와 같은 고장판정전제조건이 전부 성립한 경우에 있어서 행한다.
그리고, 제 1스로틀포지션센서(TPS1)(37A)의 고장시에는, 스로틀밸브의 피드백제어에 지장을 가져오므로, 엔진의 운전영역을 제한하는 처리를 행한다. 또, 제 1스로틀포지션센서(TPS1)(37A)의 고장시에, 이미 제 2스로틀포지션센서(TPS2)(37B)가 고장이거나, 후술하는 통신이상(엔진 ECU(16)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 통신이상)이 있으면, 긴급바이패스처리를 행한다.
D. 통신고장
통신은 엔진 ECU(16)와 스로틀콘트롤러(160)와의 사이에서 행해지고, 통신고장에는 엔진ECU(16)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 통신이상과, 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상이 있다.
엔진ECU(16)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 통신이상에 대해서는, 스로틀콘트롤러(160)가 엔진ECU(16)로부터의 통신고장신호를 수신한 경우에, 고장이라고 판정한다.
단, 이 고장판정은, ① 배터리전압 Vb가 소정치이상이다. ② 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상은 발생하지 않고 있다. 와 같은 고장판정전제조건이 전부 성립한 경우에 있어서 행한다.
이 통신고장시에는 엔진ECU(16)에서 설정된 스로틀밸브의 목표개방도를 스로틀콘트롤러(160)에 의해서 도입할 수 없고, 흡기량제어를 적절하게 행할 수 없을 염려가 높아지기 때문에, 다음과 같은 처리를 행한다.
① 희박운전금지처리
② 크루즈콘트롤제어금지처리
③ 엔진회전수 Ne가 소정의 고회전영역(예를 들면 Ne≥3000rpm)이면 전체기통에 대해서 연료차단을 행하고 엔진출력이 과잉이 안되도록 한다.
스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상에 대해서는, 이하의 조건의 어느 하나가 성립한 경우에, 고장이라고 판정한다.
① 체크섬에러가 있다.
② 오버런·플레이밍에러가 있다.
③ 소정시간(예를 들면 25msec 동안) 통신 미완이다.
단, 이 고장판정은, ① 배터리전압 Vb가 소정치이상이다. ② 크루징스위치가 OFF이다. 와 같은 고장판정전제조건이 전부 성립한 경우에 있어서 행한다.
이 통신고장시에도, 엔진ECU(16)가 스로틀콘트롤러(160)로부터 제어신호 등을 도입할 수 없고, 흡기량제어를 적절하게 행할 수 없을 염려가 높아지기 때문에 다음과 같은 처리를 행한다.
① 스로틀콘트롤러(160)에 통신실패를 송신
② 희박운전금지처리
③ 크루즈콘트롤제어금지처리
④ 엔진회전수Ne가 소정의 고회전영역(예를 들면 Ne≥3000rpm)이면 전체기통에 대해서 연료차단을 행하고 엔진출력이 과잉이 안되도록 한다.
⑤ 브레이크답입시, 엔진ECU(16)로부터의 스로틀밸브(15)의 지령목표개방도를 상한 클립한다.
E. 스로틀콘트롤러고장
스로틀콘트롤러(160)의 고장에 대해서는, 이하 ①∼④의 조건의 전부가 성립한 경우, 또는 이하 ⑤∼⑧의 조건의 전부가 성립한 경우에, 고장이라고 판정한다.
① 점화스위치가 ON이다.
② 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B) 및 제 2스로틀포지션센서(TPS2)(37B)에 이상이 없다.
③ 엔진 ECU(16)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 통신이상이 발생하고 있다.
④ |(VAPS2)/2-(5V-VTPS2)|≥1V
⑤ 점화스위치가 ON이다.
⑥ 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B) 및 제 2스로틀포지션센서(TPS2)(37B)에 이상이 없다.
⑦ 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상이 발생하고 있다.
⑧ |(엔진ECU지령개방도전압-VTPS2)|≥1V
이와 같은 스로틀콘트롤러(160)의 고장이 판정되면 긴급바이패스처리를 행한다.
F. APS고장
액셀포지션센서에는 제 1 및 제 2의 2개의 APS(51A),(51B)가 있는데, 이들 제 1 및 제 2액셀포지션센서(APS1, APS2)(51A),(51B)에 대해서는, ① 전류회로의 단락에 의한 고장, 센서GND오픈에 의한 고장과, ② 전류회로의 오픈에 의한 고장, 센서GND 단락에 의한 고장과, ③ 특성이상이 있다.
제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 전류회로의 단락에 의한 고장, 센서GND오픈에 의한 고장은, ① 통신이상이 없고, 또한, ② 제 1액셀포지션센서(APS1)(51A) 에 이상이 없다는 조건이 성립하고 있는 것을 전제로, 이하의 양 조건이 성립하면 판정한다.
① 제 2액셀포지션센서(51B)의 출력치 VAPS2가 소정치V1이상이다(예를 들면 V1=4.5v라고 하면, VAPS2≥4.5v이다).
② 제 1액셀포지션센서(51A)의 출력치 VAPS1가 소정영역내에 있다(예를 들면 0.2v≤VAPS1≤ 2.5v이다).
제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 전류회로의 오픈에 의한 고장, 센서GND단락에 의한 고장은, 제 2액셀포지션센서(51B)의 출력치 VAPS2가 소정치 V2이하일 (예를 들면 V2 = 0.2v라고 하면, VAPS2＜0.2v이다)때에 판정한다.
제 1액셀포지션센서(APS1)(51A)의 전류회로의 단락에 의한 고장, 센서GND오픈에 의한 고장은, ① 통신이상이 없고, 또한, ② 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)에 이상이 없다는 조건이 성립하고 있는 것을 전제로, 이하의 양 조건이 성립하면 판정한다.
① 제 1액셀포지션센서(51A)의 출력치VAPS1가 소정치 V3이상이다(예를 들면 V2=4.5v 라고 하면, VAPS1≥4.5v이다).
② 제 2액셀포지션센서(51B)의 출력치 VAPS2가 소정영역내에 있다(예를 들면 0.2v≤VAPS2≤2.5v이다).
제 1액셀포지션센서(APS1)(51A)의 전류회로의 오픈에 의한 고장, 센서GND단락에 의한 고장은, 제 1액셀포지션센서(51A)의 출력치VAPS1가 소정치V4이하일 (예를 들면 V4=0.2v라고 하면, VAPS1＜0.2v이다.
또, 액셀포지션센서의 특성이상은, 아이들스위치가 ON(즉, 아이들운전중)을 전제조건으로 VAPS2≤1.1v일때에 판정된다.
그리고, 제 2액셀포지션센서(51B)의 고장시에는 다음과 같은 처리를 행한다.
① VAPS=VAPS1/2로 설정
② 희박운전금지처리
③ 크루즈콘트롤제어금지처리
④ 엔진출력상한클립처리
단, 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 고장검출후에, 스로틀콘트롤제어(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상이 발생한 경우에는, 긴급바이패스처리를 행한다.
또, 제 1액셀포지션센서(51A)의 고장시에는 다음과 같은 처리를 행한다.
① VAPS=VAPS2/2로 설정
② 희박운전금지처리
③ 크루즈콘트롤제어금지처리
④ 엔진출력상한클립처리
단, 이미 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)가 고장이면, 긴급바이패스처리를 행한다.
액셀포지션센서의 특성이상시에는, 다음과 같은 처리를 행한다.
① VAPS=VAPS1/2로 설정
② 희박운전금지처리
③ 크루즈콘트롤제어금지처리
④ 엔진출력상한클립처리
단, 이미 제 1액셀포지션센서(APS1)(51A)가 고장이면, 긴급바이패스처리를 행한다.
G. 긴급바이패스밸브장치 고장
긴급바이패스밸브장치(12)의 고장에 대해서는,
① 솔레노이드가 OFF, 또한, ② 단자전압 Lo가 검출된 경우에 긴급바이패스밸브장치(12)고장이라고 판정한다.
이 긴급바이패스밸브장치(12)의 고장시에는 이하의 처리를 행한다.
① 제 1희박연소모드로 한다. 즉 엔진의 운전모드를 압축행정분사모드에 한정해서 엔진출력을 억제한다.
② 엔진회전수 Ne가 소정의 고회전영역(예를 들면 Ne≥3000rpm)이면 전체기통에 대해서 연료차단을 행하고 엔진출력이 과잉이 안되도록 한다.
③ EGR을 차단한다.
④ 아이들스피드콘트롤의 엔진회전수피드백제어를 금지한다.
그런데, 긴급바이패스처리는 긴급바이패스밸브장치(12)를 작동시켜서 엔진의 각 연소실에 공기를 공급할 수 있도록 하나, 이 긴급바이패스밸브장치(12)의 바이패스밸브본체(14)는 통상시에는 ON·OFF제어되고, 긴급바이패스밸브장치(12)를 작동시키기 위해서는, 바이패스밸브본체(14)를 ON상태로 한다.
따라서, 긴급바이패스처리시에는 흡기량의 조정은 행하지 않고, 엔진출력자체는 조정하지 않고, 차속제어는 오로지 운전자의 브레이크조작에 의해 행하도록 설정하고 있다.
이 때문에, 엔진출력을 과잉으로 하지 않도록, 긴급바이패스밸브장치(12)의 작동시의 흡기량은 억제되고 있다. 즉, 긴급바이패스밸브장치(12)작동시에는, 일정한 주행출력을 얻을 수 있고 또한 운전자의 브레이크조작에 의해 감속이나 정지에 지장이 없을 정도의 양의 흡기가 행해지도록 되어 있다.
이 긴급바이패스처리는 구체적으로는 이하와 같은 처리를 행하도록 되어 있다.
A: 연료차단처리
1) 전진주행시
① 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 출력치가 소정치이하[(5v-VAPS2)＞1.5v]일때에는 전체기통연료분사한다.
② 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 출력치가 소정치이상[(5v-VAPS2)≤1.5v]일때에는 일부의 기통(예를 들면 전체 6기통이면 3기통)을 연료분사차단한다.
③ 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 고장시에는 일부의 기통(예를 들면 전체 6기통이면 3기통)을 연료분사차단한다.
④ 브레이크답입시에는 일부의 기통(예를 들면 전체 6기통이면 3기통)을 연료분사차단한다.
2) 후퇴주행시
일부의 기통(예를 들면 전체 6기통이면 3기통)을 연료분사차단한다.
B: 모터릴레이를 OFF로 한다.
C: 긴급바이패스밸브장치(12)를 ON으로 한다[단, 브레이크답입시(브레이크스위치ON일때)에는 소정시간(예를 들면 2초동안)긴급바이패스밸브장치(12)를 5Hz에서 듀티제어한다].
D: 희박운전을 금지한다.
E: 크루즈콘트롤제어금지처리
F: 엔진회전수피드백제어를 금지한다.
G: 경고등(180)을 점등한다.
H: 일단 긴급바이패스처리모드로 이행하면, 점화스위치가 OFF 조작될때까지는 정상복귀하지 않는다.
또한, 각 실패처리에 있어서, 희박모드의 금지를 행하고 있는데, 희박모드는 고정밀도의 스로틀제어의 기초로 성립하는 모드이므로, TPS고장시에는 희박모드에서는 안정연소를 손살할 염려가 있다. 이것을 회피하기 위하여 희박모드를 금지하는 것이다.
다음에, 전자제어스로틀밸브(15)의 고착에 의한 포지션피드백고장의 경우의 고장판정처리에 대해서 설명한다.
이 고장판정처리를 위하여, 스로틀콘트롤러(160)에는, 도 1에 표시한 바와 같이, 고장판정수단(70)이 구비되어 있으나, 전자제어스로틀밸브(15)의 고착에 의한 고장이 발생하고 있는지 아닌지를 판정하도록 되어 있고, 이 판정의 결과에 따라서 운전모드를 절환하는 처리를 행하도록 되어 있다.
이 고장판정수단(70)에는, 액셀포지션센서(51A)로부터의 검출정보에 의거해서 설정된 목표개방도를 판독해 넣는 동시에, 제 2스로틀포지션센서(TPS2)(37B)에 의해 검출되는 전자제어스로틀밸브(15)의 개방도를 판독해 넣고, 이들의 목표개방도와 전자제어스로틀밸브(15)의 개방도를 비교하고, 소정시간(예를 들면 500ms)에 걸쳐서 소정개방도(예를 들면 1°)이상의 개방도차가 계속된 경우에, 전자제어스로틀밸브(15)의 고착에 의한 고장이 발생하고 있다고 판정하도록 되어 있다.
또, 액셀포지션센서(51A)로부터의 검출정보에 의거해서 설정된 목표개방도가 작아지고 있음에도 불구하고, 제 2스로틀포지션센서(TPS2)(37B)에 의해 검출되는 전자제어스로틀밸브(15)의 개방도가 작아지지 않는 경우(즉, 제 1소정개방도보다도 큰 대개방도상태 그대로일 경우)에는 밸브개방고착이라고 판정하고, 반대로, 액셀포지션센서(51A)로부터의 검출정보에 의거해서 설정된 목표개방도가 커지고 있음에도 불구하고, 제 2스로틀포지션센서(TPS2)(37B)에 의해 검출되는 전자제어스로틀밸브(15)의 개방도가 커지지 않는 경우(즉, 제 2소정개방도보다도 작은 소개방도상태 그대로일 경우)에는 밸브폐쇄고착이라고 판정하도록 되어 있다.
그리고, 전자제어스로틀밸브(15)가 제 1소정개방도 이상 그대로가 되고 있고, 밸브개방고착이라고 판정한 경우에는, 상기한 개방고착대응처리(밸브개방고착실패처리)를 행하고, 반대로, 스로틀밸브(15)가 제 2소정개방도이하 그대로가 되고 있고, 밸브폐쇄고착이라고 판정한 경우에는, 폐쇄고착대응처리(밸브폐쇄고착실패처리)를 행하도록 되어 있다.
그런데, 이 개방고착(완전개방고착)이외의 밸브고장시에는, 긴급바이패스처리 등을 행하도록 하고 있으나, 긴급바이패스처리에서는 상기한 바와 같이, 전진주행시에는, 액셀개방도가 소정개방도이상이면 전체기통에 연료분사를 행하고(전체기통분사), 액셀개방도가 소정 개방도이하이면 일부 기통의 연료분사를 정지한다(일부기통분사차단).
즉, 밸브고장시에는 액셀개방도가 작은 경우, 즉, 운전자가 엔진토크(기관출력)을 요구하지 않는 경우에는, 운전영역에 한정되지 않고, 일부 기통(여기서는, 6기통중의 3기통)의 연료분사를 정지(연료차단)해서 엔진출력을 저하시키고, 액셀개방도가 큰 경우, 즉, 운전자가 엔진토크(기관출력)을 요구하는 경우에는, 일부 기통의 연료분사의 정지(연료차단)를 행하지 않고, 즉, 전체기통에 연료분사를 행하여, 엔진출력을 확보하도록 되어 있다. 이와 같이 적당히 연료분사를 정지해서 엔진출력을 저하시키는 제어기능을 출력저하수단(도시생략)이라고 한다.
이 출력저하수단은 상기와 같이 후퇴시에는 항상 일부 기통(여기서는 6기통중의 3기통)의 연료분사를 정지해서 엔진출력을 저하시키고, 후퇴시의 엔진출력을 확실히 저감할 수 있도록 되어 있다.
또, 이 출력저하수단은, 엔진회전수가 소정의 회전수(예를 들면 300rpm)이상이 되면, 전체키통의 연료분사를 정지하는 기능도 가지고 있다. 즉, 스로틀밸브(15)가 완전 개방고착한 경우, 엔진회전수가 상승해서 엔진의 파손을 초래하거나, 운전자에게 불안감을 줄 가능성을 적게 할 수 있다. 또, 액셀포지션센서 등이 고장난 경우에도 소정회전수이상에서 엔진출력이 저하하기 때문에, 운전자에게 이상을 알릴 수도 있다. 또, 만일 DBW계의 2중고장을 검출할 수 없는 경우에도, 엔진회전수가 상승하는 일은 없다. 단, 긴급바이패스처리모드(긴급바이패스처리시)에서는 발생하는 출력이 미리 판명되고 있음으로, 연료차단을 굳이 행할 필요는 없다.
또한, 이와 같은 전자제어스로틀밸브(15)에 관한 포지션피드백고장일 경우의 고장판정처리에 있어서, 고장이 발생하고 있지 않다고 판정된 경우에도, 액셀개방도검출수단으로서의 APS(51A),(51B)가 고장난 경우가 있으나, 이 경우에는 흡입공기량의 조정을 정확히 행할 수 없기 때문에, 희박연소모드에 포함되는 제 1희박연소모드가 선택되면 연소가 불안정하게 되고, 운전자에게 불안감을 주는 것을 생각할 수 있다.
이 때문에 본 실시형태에 관한 내연기관의 제어장치에 있어서는, 상기한(「F. APS고장」참조)바와 같이 해서 APS고장일 경우의 고장판정처리를 행하도록 되어 있는 것이다.
또한, 이와 같은 고장판정처리를 위하여, 스로틀콘트롤러(160)에는 도시하지 않은 액셀개방도고장판정수단이 구비되어 있고, 이 액셀개방도고장판정수단에 의해 APS(51A),(51B)가 고장나고 있는지 아닌지를 판정하도록 되어 있다. 그리고, 이 액셀개방도고장판정수단에 의해 APS(51A),(51B)가 고장이라고 판정된 경우에는, 흡입공기량의 조정을 정확히 행할 수 없기 때문에, DBW에 의해 전자제어스로틀밸브(15)의 개방도가 소정의 소개방도상태가 되도록 구동하는 동시에, 운전모드를 스토이키오운전모드로 절환하도록 되어 있는 것이다.
본 발명의 일실시형태로서의 전자스로틀제어장치부착 내연기관의 제어장치는, 상기한 바와 같이 구성되어 있으므로, 흡기제어계의 고장, 즉, 전자스로틀제어장치(DBW)(150) 및 긴급바이패스밸브장치(12)의 고장에 대해서는, 예를 들면 도 4에 표시한 바와 같이 처리가 행해진다.
즉, 먼저, 긴급바이패스밸브장치(12)고장판정루틴(스텝A10)에 의해, 긴급바이패스밸브장치(12)고장의 판정에 관한 처리를 행한다. 긴급바이패스밸브장치(12)고장의 판정은, ① 솔레노이드가 OFF인지 아닌지, 및 ② 단자전압 Lo검출되고 있는지 아닌지를 판정하는데, ① 솔레노이드가 OFF 또한 ② 단자전압 Lo검출되고 있으면, 긴급바이패스밸브장치(12)고장이라고 판정한다. 이 경우에는 스텝A20의 판정을 거쳐, 스텝A30에서 엔진출력억제처리를 행한다. 구체적으로는 다음의 각 처리를 행한다.
① 운전모드를 강제적으로 제 1희박연소모드(압축행정분사모드)로 설정하고, 엔진출력의 억제를 도모한다.
② 엔진회전수 Ne가 소정회전수(예를 들면 3000rpm)이상이 되면, 전체 기통에 대해서 연료를 차단(연료공급정지)를 행하고, 엔진출력이 과소가 안되도록 억제를 도모한다.
③ EGR을 차단(정지)하고, 배기가스정화보다도 안정연소를 우선시킨다.
④ 아이들스피드콘트롤에 대해서, 엔진회전수피드백제어를 금지해서, 안정연소를 우선시킨다.
긴급 바이패스밸브장치(12)고장시에는, 긴급 바이패스밸브장치(12)가 개방상태에서 고착하고 있는 것이 예측되기 때문에, 흡기량이 일정이상 확보되어 엔진출력이 나오기 쉽게 되고, 주행하기에는 상태가 좋으나, 감속이나 정지에는 상태가 나쁘고, 발진시에 있어서는 엔진출력이 과잉이 될 가능성이 있다. 이에 대하여 제 1희박연소모드로 설정하는 것이나, 엔진의 회전상승시의 연료차단에 의해서 엔진출력을 억제처리하고 있으므로, 엔진출력이 과잉이 되는 일은 없고, 차량을 소요의 지점(예를 들면 수리공장 등)까지 운행시킬 수 있게 되고, 고장시의 운전자의 부담을 경감할 수 있다.
한편, 긴급바이패스밸브장치(12)고장이 아니면, 스텝A20의 판정을 거쳐, 스텝A40으로 진행하고, APS실패플래그 Ffail1이 1인지 아닌지를 판정한다. 이 APS 실패플러그 Ffail1은 액셀포지션센서(APS)(51A),(51B)의 어느 하나가 고장인 경우에는 1이 되고, 그렇지 않으면 O이 된다. 여기서, 플래그 Ffail1이 1이면 스텝 A80의 APS이중고장판정루틴으로 진행하고, 플래그 Ffail1이 1이 아니면 스텝A50의 APS고장판정루틴으로 진행한다.
스텝 A50의 APS고장판정루틴에서는 제 1액셀포지션센서(APS1)(51A), 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 각각에 대해서, ① 전류회로의 단락에 의한 고장, 센서GND오픈에 의한 고장, ② 전류회로의 오픈에 의한 고장, 센서 GND단락에 의한 고장③ 특성이상시에 대해서, 상기와 같은 판정처리를 행한다.
여기서, APS고장이 판정되면 스텝A70을 거쳐, 스텝A80으로 진행하고, APS 고장이 이중고장, 즉, 제 1 및 제 2액셀포지션센서(APS1, APS2)(51A),(51B)가 모두 고장인지 아닌지가 판정된다. APS가 이중고장이면, 스텝 A300으로 진행하고, 긴급바이패스처리를 행하고, APS가 이중고장이 아니면, 즉 2개의 APS의 한쪽만이 고장인 경우에는 스텝A90으로 진행한다.
스텝A90에서는 브레이크스위치가 ON인지 아닌지, 즉, 브레이크조작이 행해지고 있는지 아닌지가 판정된다. 브레이크조작이 행해지고 있으면, 스텝 A100으로 진행하고, 스로틀개방도지령치를 소정의 상한치로 클립처리해서, 흡기량을 억제함으로써, 엔진출력을 억제한다. 브레이크조작이 해해지고 있지 않으면, 스텝A120으로 진행하고, APS고장에 따라서, 각 고장시 처리를 행한다.
즉, 제 2액셀포지션센서(51B)의 고장시에는, ① VAPS=VAPS1/2 로 설정하고,② 희박운전을 금지하고, ③ 크루즈콘트롤제어를 금지하고, ④ 엔진출력상한을 클립처리한다. 즉, 엔진고회전시(예를 들면 Ne≥3000)에는 연료차단을 행한다. 단, 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 고장검출후에, 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상이 발생한 경우에는, 긴급 바이패스처리를 행한다.
제 1액셀포지션센서(51A)의 고장시에는, ① VAPS=VAPS2/2 로 설정하고,② 희박운전을 금지하고, ③ 크루즈콘트롤제어를 금지하고, ④ 엔진출력상한을 클립처리한다. 단, 이미 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)가 고장이면, 긴급바이패스처리를 행한다.
또, 액셀포지션센서의 특성이상시에는, ① VAPS=VAPS1/2 로 설정하고,② 희박운전을 금지하고, ③ 크루즈콘트롤제어를 금지하고, ④ 엔진출력상한을 클립한다. 즉, 엔진고회전시(예를 들면 Ne≥3000)에는 연료차단을 행한다. 단, 이미 제 1액셀포지션센서(APS1)(51A)가 고장이면, 긴급바이패스처리를 행한다.
한편, APS고장이 아닐 경우에는 스텝A60으로부터 스텝 A130의 ETV판정루틴으로 진행한다.
이 ETV판정루틴에서는, 스로틀콘트롤러의 고장을 판정한다. ① 점화스위치가 ON이고, ② 제 2액셀포지션센서(APS2) 및 제 2스로틀포지션센서(TPS2)에 이상이 없고, ③ 엔진ECU(16)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 통신이상이 발생하고 있고,④ |(VAPS2)/2-(5v-VTPS2)|≥1v일 경우, 또는 ⑤ 점화스위치가 ON이고, ⑥ 제 2액셀포지션센서(APS2) 및 제 2스로틀포지션센서(TPS2)에 이상이 없고, ⑦ 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상이 발생하고, ⑧ |엔진ECU지령개방도전압-VTPS2|≥1v일 경우 스로틀콘트롤러의 고장이라고 판정한다.
스로틀콘트롤러의 고장이 판정되면, 스텝A140을 거쳐, 스텝 A300으로 진행하고, 긴급바이패스처리를 행하고, 스로틀콘트롤러의 고장이 판정되지 않으면, 스텝 A150의 통신고장판정루틴으로 진행된다.
이 통신고장판정루틴에서는, 통신고장에는 엔진ECU(16)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 통신이상과, 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상이 판정된다.
엔진 ECU(16)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 통신이상에 대해서는, ① 배터리전압 Vb가 소정치이상이고, ② 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상은 발생하고 있지 않은 상황하(존)에 있어서 판정하고, 스로틀콘트롤러(160)가 엔진ECU(16)로부터의 통신고장신호를 수신한 경우에 고장이라고 판정한다.
스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진 ECU(16)에의 통신이상에 대해서는, ① 배터리전압Vb가 소정치 이상이고, ② 크루징스위치가 OFF인 상황하(존)에 있어서 판정하고, ① 체크섬에러가 있고, ② 오버런·플레이밍에러가 있고, ③ 소정시간(예를 들면 25msec동안)통신미완일 경우에 고장이라고 판정한다.
이와 같은 통신고장이 판정되면, 스텝A160을 거쳐, 스텝A170으로 진행하고, 통신고장대응처리를 행한다.
즉, 엔진ECU(16)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 통신이상시에는, 흡기량제어를 적절하게 행할 수 없을 염려가 높아지기 때문에, ① 희박운전을 금지하고, ② 크루즈콘트롤제어를 금지하고, ③엔진회전수 Ne가 소정의 고회전영역(예를 들면 Ne≥3000rpm)에는 전체 기통에 대해서 연료차단을 행하고, 엔진출력이 과잉이 안되도록 한다.
또, 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상시에는, 흡기량제어를 적절하게 행할 수 없을 염려가 높아지기 때문에, ① 스로틀콘트롤러(160)에 통신실패를 송신해서, ② 희박운전을 금지하고, ③ 크루즈콘트롤제어를 금지하고,④ 엔진회전수Ne가 소정의 고회전영역(예를 들면 Ne≥3000rpm)에는 전체기통에 대해서 연료차단을 행하고, 엔진출력이 과잉이 안되도록 하고, ⑤ 브레이크답입시에는, 엔진ECU(16)로부터의 스로틀밸브의 지령목표개방도를 상한 클립한다.
통신고장이 판정되지 않으면, 스텝A160을 거쳐 스텝A180의 모터고장판정루틴으로 진행한다.
모터고장판정루틴에서는, ① 모터릴레이가 ON이고, ② 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상은 발생하고 있지 않은 상황하(존)에서 모터출력의 지락, 천락고장신호를 수신한 경우에 모터고장이라고 판정한다.
이 모터고장판정시에는, 스텝 A190을 거쳐 스텝 A300으로 진행하고, 긴급바이패스처리를 행하고, 모터고장이 판정되지 않으면, 스텝 A200의 TPS고장판정루틴으로 진행한다.
TPS고장판정루틴에서는, ① 점화스위치가 ON이고, ② 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상은 발생하고 있지 않은 상황하(존)에서, 각각의 고장신호를 수신한 경우에, 고장이라고 판정한다. 또한, 스로틀콘트롤러(160)에 의한 피드백제어에 사용되는 제 1스로틀포지션센서(TPS1)(37A)에 대해서는, ① 전류회로의 오픈 또는 단락에 의한 고장과 ② 리니어리티불량이 있고, 제 2스로틀포지션센서(TPS2)(37B)에 대해서는, ③ 특성이상과 ④전류회로의 오픈 또는 단락에 의한 고장이 있다.
이와 같은 TPS고장판정루틴의 판정결과에 의거해서, 스텝A210에서, TPS1과 TPS2의 어느 한쪽이 고장인지 아닌지가 판정된다. 여기서, TPS1과 TPS2의 어느 한쪽이 고장이면, 스텝 A220으로 진행하고, TPS1과 TPS2의 양쪽이 모두 고장인지 아닌지가 판정된다.
TPS1과 TPS2의 양쪽이 모두 고장이면, 스텝A300으로 진행하고, 긴급바이패스처리를 행하고 그렇지 않으면(즉, TPS1과 TPS2의 어느 한쪽만이 고장인 경우), 스텝A230으로 진행하고, 희박모드금지처리를 행한다. 이 희박모드금지처리는, 희박모드는 고정밀도의 스로틀제어의 기초로 성립하는 모드이므로, TPS고장시에는 희박모드에서는 안정연소를 손상할 염려가 있다. 이것을 회피하기 위하여 희박모드를 금지하는 것이다.
한편, 스로틀포지션센서(TPS)가 모두 고장이 아니면, 스텝S210을 거쳐, 스텝S240의 포지션피드백고장판정루틴(POS, F/B고장판정루틴)으로 진행한다.
포지션피드백고장판정루틴에서는, 포지션피드백의 고장, 즉, ① 밸브계의 고착(완전폐쇄고착을 포함)이나, ② 모터출력오픈을 판정하거나, 이 판정은 ① 점화스위치가 ON이고, ② 모터릴레이가 ON이다. 또는 엔진ECU(16)로부터 스로틀콘트롤러(160)에의 통신이상이 발생하고 있고, ③ 배터리전압 Vb가 소정치이상이고, ④ 스로틀콘트롤러(160)로부터 엔진ECU(16)에의 통신이상은 발생하고 있지 않은 상황하(존)에서 포지션피드백고장신호를 수신한 경우에 고장이라고 판정한다.
포지션피드백고장이 판정되지 않으면, 스텝A250을 거쳐, 고장처리는 행하지 않으나(리턴한다), 포지션피드백고장이 판정되면, 스텝A250을 거쳐 스텝A260으로 진행하고, 제 2스로틀밸브개방도VTPS2가 소정치K1(K1: 밸브완전개방에 가까운 값)이상인지 아닌지가 판정된다. 여기서, 제 2스로틀밸브개방도 VTPS2가 소정치 K1이상이면, 스텝 A280으로 진행하고, 밸브개방고착실패처리를 행한다.
스텝A260에서, 제 2스로틀밸브개방도VTPS2가 소정치 K1이상이 아니면, 스텝A270으로 진행하고, 제 2스로틀밸브개방도 VTPS2가 소정치 K2(K2: 밸브완전폐쇄에 가까운 값) 이하인지 아닌지가 판정된다. 여기서, 제 2스로틀밸브개방도VTPS2가 소정치 K2이하이면, 스텝A290으로 진행하고, 밸브폐쇄고착실패처리를 행한다.
또, 제 2스로틀밸브개방도 VTPS2가 소정치K1, K2의 사이의 값이면, 스텝A300으로 진행하고, 긴급바이패스처리를 행한다.
스텝A280의 밸브개방고착실패처리는, ① 흡기량을 제한하기 위하여, 긴급바이패스밸브장치(12)를 OFF(폐쇄)로 하고, ② 연료분사모드는 제 1희박연소모드에 한정하고(압축행정분사모드로 한다), ③ 일부기통(예를 들면 6기통엔진이면 3기통)의 연료공급을 정지(일부기통연료차단)하고, ④ EGR제어를 정지(EGR차단)하고, ⑤ 엔진회전수Ne가 소정의 고회전영역(Ne≥3000rpm)이면 전체기통에 대해서 연료공급을 정지(연료차단)해서, 엔진출력이 과잉이 안되도록 하고, ⑥ 엔진에 의해서 구동되는 보조기기류중 정지에 의해 엔진동작에 악영향을 주지 않는 것에 대해서는 작동정지로 한다(여기서는, 에어컨을 정지한다).
이와 같이, 본 제어장치에서는 스로틀밸브(15)가 소정개방도이상의 대개방도상태에서 고착하고 있는 경우에는, 제 1희박연소모드가 선택되거나 소정수의 기통의 연료분사를 정지하거나 해서, 보다 엔진의 출력을 확실하게 저하시키고, 운전자의 출력을 요구하고 있지 않음에도 불구하고 과잉으로 출력이 나와버리는 상태를 확실히 회피해서, 운전자의 요구에 따른 안정된 주행을 확보할 수 있다는 이점이 있다.
그리고, 엔진회전수 Ne가 소정의 고회전영역(Ne≥3000rpm)이면 전체기통에 대해서 연료공급을 정지(연료차단)하므로, 엔진회전의 과잉상승이나 엔진출력의 과잉상승이 억제되고, 운전자가 브레이크조작에 의해 차량의 속도제어를 행할 경우에도, 브레이크조작빈도를 감소시킬 수 있고, 운전자에게도 브레이크장치에 있어서도, 부담이 경감되는 이점이 있다.
또, 이와 같은 엔진회전의 상승이나 엔진출력의 상승을 억제함으로써, 운전자에게 고장의 발생을 인실시킬 수 있는 효과도 있다.
또한, 여기서는 엔진회전수가Ne가 3000rpm이상에서 연료차단하고 있으나, 이 기준이 되는 회전수는 일례이고, 엔진의 종류 등에 따라서 적당한 값으로 설정해야 하는 것이다.
또, 스로틀밸브(15)가 소정개방도이상의 대개방도상태에서 고착하고 있는 것이 판정된 경우에 기관의 보조기기류의 부하를 경감시킴으로써, 희박연소모드에 있어서의 연소를 안정시켜서, 운전자에게 출력변동에 의한 불안감을 주지 않도록 하면서, 안정된 주행을 확보할 수 있다는 이점도 있다.
또, 그 밖의 밸브고장(폐쇄고착시를 포함)에 대해서는, 긴급바이패스밸브장치(12)를 이용해서 흡기를 확보하기 위하여, 상기와 같은 긴급바이패스처리를 행한다.
긴급바이패스처리는 밸브고장의 관점에서는 전진주행시에는, 액셀개방도가 소정개방도 이상이면 전체기통에 연료분사를 행하고(전체기통분사), 액셀개방도가 소정개방도 이하이면 일부 기통의 연료분사의 정지한다(일부기통분사차단).
이에 의해, 운전자가 엔진토크를 요구하지 않는 경우에는, 일부기통(여기서는 6기통중의 3기통)의 연료분사를 정지해서 엔진출력을 저하시키고, 운전자가 엔진토크를 요구하는 경우에는, 일부기통의 연료분사의 정지를 행하지 않고, 즉, 전체기통에 연료분사를 행하고, 엔진출력을 확보함으로써, 운전자의 출력 요구의사를 엔진출력에 반영시킬 수 있다.
또, 후퇴시에는 항상 일부기통(여기서는 6기통중의 3기통)의 연료분사를 정지해서 엔진출력을 저하시키고, 후퇴시의 엔진출력을 확실하게 저감할 수 있으므로, 엔진출력이 지나치게 크지 않도록 할 수 있고, 후퇴시의 운전조작을 용이하게 행할 수 있게 된다. 즉, 후퇴운전의 운전성을 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 스로틀밸브(15)가 소정개방도 이하의 소개방도상태에서 고착하고 있는 것이 판정된 경우에는 희박연소모드가 금지되기 때문에, 기관의 출력이 확보되고, 운전자의 출력을 요구하고 있음에도 불구하고 출력이 나오지 않는 상태를 회피해서 운전자의 요구에 따른 안정된 주행을 확보할 수 있다는 이점도 있다.
또, 고장판정수단(70)에 의해 전자스로틀제어장치의 고장이 판정되지 않은 경우에도, 액셀개방도 고장판정수단에 의해 액셀개방도 검출수단의 고장이 판정된 경우에는, 스로틀밸브의 개방도가 소정의 소개방도상태가 되도록 제어되고 희박연소모드의 선택이 금지되기 때문에, 연소불안정하고, 운전자에게 불안감을 주지 않도록 하면서 안정된 주행을 확보할 수 있는 이점도 있다.
또한, 본 실시형태의 내연기관에서는 밸브개방고착이라고 판정한 경우에는 개방고착대응처리(밸브개방고착실패처리)를 행하는 한편, 밸브폐쇄고착이라고 판정한 경우에는 폐쇄고착대응처리(밸브폐쇄고착실패처리)를 행하도록 하고 있으나, 어느 한쪽의 처리만을 행하도록 해도 된다.
그리고, 스텝A300의 긴급바이패스처리는 도 5에 표시한 바와 같이 행해진다.
즉, 희박운전모드를 금지한다(스텝 B10). 즉, 고정밀도의 스로틀제어를 요구하는 희박운전모드를 회피해서, 스토이키오모드 등에 의해서 보다 안정된 연소를 행할 수 있도록 한다.
다음에, 모터릴레이(전원릴레이)(62)를 OFF로 한다. 이에 의해 스로틀콘트롤러(160)에는 전력공급되지 않게 되고, 스로틀콘트롤러(160)를 통한 스로틀밸브제어는 행해지지 않게 되고, 바이패스밸브본체(14)만을 제어해서 흡기량조정을 행하게 된다.
그리고, 브레이크스위치가 ON인지 아닌지, 즉, 브레이크조작이 행해지고 있는지 아닌지가 판정된다(스텝 B30). 브레이크스위치가 ON이면, 바이패스밸브본체(14)를 소정시간(예를 들면 2초동안)동안 듀티제어한다(스텝B40).
즉, 이 바이패스밸브본체(14)는 통상시에는 ON이나 OFF의 어느 하나로 세트되는 ON·OFF밸브이지만 전자밸브이므로, 듀티제어도 가능하고, 여기서는 예를 들면 듀티50％정도로서, 바이패스밸브본체(14)의 개방도를 억제함으로써 바이패스통로(13)에 흐르는 공기량을 저감시킬 수 있고, 이에 의해 흡기매니폴드(9)의 부압을 증가시켜서 브레이크마스터실린더부압을 확보할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 긴급바이패스처리중에도 브레이크조작시에는 충분한 브레이크마스터실린더부압이 얻어지고 통상시와 마찬가지의 제동력을 확보할 수 있는 것이다.
또, 이와 같은 처리는 브레이크조작개시시의 소정시간(여기서는 2초동안)으로 충분하고, 소정시간 경과하면, 듀티제어는 종료한다. 또한, 이 바이패스밸브본체(14)의 듀티제어를 소정시간내에 규제함으로써 솔레노이드의 내구성도 확보된다.
한편, 브레이크스위치가 OFF이면, 바이패스밸브본체(14)를 ON(개방)상태로 한다(스텝B50).
그리고, 스텝B40, B50의 처리를 행하면 스텝B60으로 진행하고, 차량이 전지하고 있는지 아닌지를 판정한다.
차량이 전지하고 있지 않으면, 차량은 후퇴하고 있는 것이 되고, 항상 일부 기통의 연료차단(예를 들면 6기통중의 3기통을 연료차단)을 행하고, 엔진출력의 억제를 행한다(스텝B110). 이에 의해 후퇴주행에 의한 주차 및 차고넣기시에 엔진출력이 과잉이 되는 것을 방지할 수 있다.
또, 차량이 전지하고 있으면, 스텝B70으로 진행하고, 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)의 출력치가 소정치 이상인지 아닌지[(5v-VAPS2)＞1.5v인지 또는 (5v- VAPS2)≤1.5v인지]를 판정한다.
여기서, (5v-VAPS2)≤1.5v일때에는 스텝B110으로 진행하고, 일부 기통의 연료차단(예를 들면 6기통중의 3기통을 연료차단)을 행하고, 엔진출력의 억제를 행한다. 또, (5v-VAPS2)＞1.5v이면, 스텝B80으로 진행하고, 제 2액셀포지션센서(APS2)(51B)가 고장인지 아닌지를 판정한다. 이 고장판정은 상기와 같이 행한다.
APS2가 고장이면, 스텝B110으로 진행하고, 일부 기통의 연료차단(예를 들면 6기통중의 3기통을 연료차단)을 행하고, 엔진출력의 억제를 행한다. APS2가 고정이 아니면, 스텝B90으로 진행하고, 브레이크스위치가 ON인지 아닌지, 즉, 브레이크조작이 행해지고 있는지 아닌지가 판정된다.
여기서, 브레이크스위치가 ON이면, 일부 기통의 연료차단(예를 들면 6기통중의 3기통을 연료차단)을 행하고, 엔진출력의 억제를 행한다. 브레이크스위치가 ON이 아니면, 스텝B100으로 진행하고, 전체기통에서 연료분사를 행하고, 출력을 확보한다.
또 긴급바이패스처리시에는 경고등(180)의 점등도 행한다.
이와 같이, 긴급바이패스처리는 전진주행시에서 APS2고장이 없고(즉, APS2 정보로부터 운전자의 속도요구의사를 파악할 수 있는 상태이다). 브레이크조작이 되지 않고 액셀개방도가 소정치이상일 경우, 즉 운전자가 엔진출력을 요구하고 있을때에는 연료차단은 행하지 않으나, 후퇴주행시나, APS2고장시나, 브레이크조작시나, 액셀개방도가 소정치이하(즉, 운전자가 엔진출력을 요구하고 있을 경우)의 경우에는, 안전쪽의 제어로서, 일부 기통의 연료차단(예를 들면 6기통중의 3기통을 연료차단)을 행하고, 엔진출력의 억제를 행하는 것이다.
따라서, 밸브고장시(DBW고장시)에도 액셀개방도를 검출할 수 있으면, 액셀개방도가 작고, 운전자가 엔진토크(기관출력)를 요구하지 않는 경우에는, 운전영역에 한정되지 않고, 일부 기통(여기서는 6기통중의 3기통)의 연료분사를 정지(연료차단)해서 엔진출력을 저하시키고, 액셀개방도가 크고, 운전자가 엔진토크(기관출력)를 요구하는 경우에는, 일부 기통의 연료분사의 정지(연료차단)를 행하지 않고, 즉, 전체기통에 연료분사를 행하여, 엔진출력을 확보하는 것이다.
따라서, 밸브고장시(DBW고장시)에도 액셀개방도를 검출할 수 있으면, 운전자는 액셀조작량(액셀개방도)를 크게 하면, 엔진출력을 크게해서 차량을 가속시킬 수 있고, 액셀조작량(액셀개방도)을 작게 하면, 엔진출력을 작게 해서 차속유지 또는 감속시킬 수 있다. 또, 브레이크 조작하면 감속이나 정지를 행할 수 있고, 흡기계의 고장시에도, 운전자의사를 반영한 차속제어를 행할수 있는 것이다.
물론, 액셀개방도를 검출할 수 없는 경우에도, 운전자는 브레이크조작하지 않으면 차속을 얻을 수 있고, 브레이크조작하면 감속이나 정지를 행할 수 있고, 흡기계의 고장시에도 남은 운전자의사반영수단인 브레이크조작정보에 의거해서, 운전자의사를 반영한 차속제어를 일정레벨로 행할 수 있는 것이다.
또, 본 제어장치에서는 출력저감을 위하여, 일부 기통의 연료공급정지(연료차단)하고 있으나, 연소가 성립하면, 연료공급정지로 바꾸어 연료공급을 저감하는 처리를 행해도 된다.
또, 본 제어장치에서는 엔진출력의 저감수단으로서, 희박연소모드의 하나인 압축행정분사모드(희박연소모드)로 절한하도록 하고 있으나, 희박연소모드가 흡기행정분사모드(제 2희박연소모드)만의 엔징에 있어서는, 이 흡기행정분사모드를 절환하는 처리를 행하도록 하면 된다.
그러나, 제 2희박연소모드는 연소변동이 발생하기 쉽기 때문에, 제 1희박연소모드(압축행정분사모드)를 선택해서 엔진출력을 저감하는 것이 바람직하다.
또한, 실패판정의 리세트조건에 대해서 간단히 설명하면, 리세트조건으로서는 점화기OFF나 배터리OFF등이 있고, 최주행시에 상기한 제어를 반복하는 동시에, 재판정시에 DBW정상이 된 경우에는 통상제어로 복귀한다. 또한 이때에 실패정보로서 실패내용을 컴퓨터(ECU나 콘트롤러)에 기억시키면, 차량점검시에 DBW시스템의 재체크를 행할 수 있다.
또, 본 제어장치는 기통내분사내연기관에 구비되는 제어장치로서 설명하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 희박연소모드와 그밖의 모드(예를 들면 이론공연비모드)를 선택가능한 내연기관의 제어장치로서도 적용할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는 본 제어장치는, 변속기를 자동변속기로 하고 있으나, 수동변속기에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 내연기관의 제어장치에 의하면, 전자스로틀제어장치의 고장시에, 엔진회전수나 엔진출력의 과잉상승을 억제할 수 있고, 운전자는 비교적 적은 브레이크조작으로 속도제어를 행할 수 있게 된다. 따라서, 고장시의 운전자나 브레이크장치의 부담을 경감할 수 있다.
또, 전자스로틀제어장치의 개방고착고장시에 엔진회전수나 엔진출력의 과잉상승을 억제할 수 있고, 운전자는 비교적 적은 브레이크조작으로 속도제어를 행할 수 있게 된다. 따라서, 고장시의 운전자나 브레이크장치의 부담을 경감할 수 있다.
또는 전자스로틀제어장치의 고장시에도 운전자요구검출수단으로부터의 검출정보에 의거해서, 운전자가 기관출력을 요구하고 있지 않을 때에는 내연기관으로의 연료공급을 제한함으로써 기관출력을 저감할 수 있고, 운전자가 기관출력을 요구하고 있을 때에는 내연기관에의 연료공급의 제한을 해제함으로써, 기관출력을 확보할 수 있게 되고, 차량용기관에 있어서는 고장시에도 운전자의사를 반영한 차속제어를 행할 수 있는 이점이 있고, 소정개소(예를 들면 수리공장)까지 차량을 운행시킬 때 등에 운전자의 부담을 경감할 수 있다.
또한, 전자스로틀제어장치의 고장시에도 운전자의 출국요구에 관한 의사를 반영한 차속제어를 확실히 행할 수 있게 되고, 소정개소(예를 들면 수리공장)까지 차량을 운행시킬 때 등에 운전자의 부담을 확실히 경감할 수 있게 된다.

Claims (17)

  1. 스로틀밸브를 구동수단에 의해 전기적으로 구동하는 전자스로틀제어계를 포함하고 내연기관의 출력을 제어하는 제어수단을 구비한 내연기관의 제어장치에 있어서,
    상기 스로틀제어계의 고장을 검출하는 고장검출수단을 설치하고,
    상기 제어수단은, 상기 고장검출수단에 의해 상기 스로틀제어계의 고장이 판정된 경우에, 상기 내연기관의 회전수가 소정치이상의 영역에서 상기 내연기관으로의 연료공급을 제한하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고장검출수단은 상기 스로틀밸브의 개방도를 적정하게 제어가능한지 아닌지를 검출할 수 있는 것이고,
    상기 제어수단은 상기 고장검출수단에 의해 상기 스로틀밸브의 개방도가 적정하게 제어할 수 없다고 검출된 경우에, 상기 내연기관의 회전수가 소정치이상의 영역에서 상기 내연기관으로의 연료공급을 제한하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 고장검출수단은 상기 스로틀밸브의 개방도가 고정되는 고착상태에 있는지 아닌지를 검출하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 고장검출수단은 상기 제어수단에 의해 설정된 목표스로틀밸브개방도와 실제의 스로틀밸브개방도가 일치하지 않는 것을 검출한 경우에 고착이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 스로틀밸브가 제 1소정개방도이상의 개방도상태에서 고정되는 개방고착상태일 경우에, 상기 내연기관의 운전상태가 희박연소운전이 되도록 연료공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 내연기관에 대하여 소정의 흡기량의 공급을 확보하는 소정흡기량공급수단을 또 구비하고,
    상기 제어수단은 상기 스로틀밸브가 제 2소정개방도 이하의 개방도상태에서 고정되는 폐쇄고착상태일 경우에 상기 소정흡기량공급수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 소정흡기량공급수단은 상기 스로틀밸브의 하류쪽흡기관과 상류쪽흡기관을 연통하는 바이패스통로와, 상기 바이패스통로에 설치된 바이패스밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 소정흡기량공급수단은 상기 구동수단과는 별도로 설치되고 상기 스로틀밸브를 제 4소정개방도가 되도록 강제적으로 변위시키는 제 2구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 스로틀밸브가 상기 제 4소정개방도가 되도록 부세하는 스프링인 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 스로틀밸브가 상기 제 2소정개방도가 되도록 변위시키는 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  11. 스로틀밸브를 구동수단에 의해 전기적으로 구동하는 전자스로틀제어계를 포함하고 내연기관의 출력을 제어하는 제어수단을 구비한 내연기관의 제어장치에 있어서,
    상기 스로틀제어계의 고장을 검출하는 고장검출수단과,
    상기 내연기관에 대하여 소정의 흡기량의 공급을 확보하는 소정흡기량공급수단을 설치하고,
    상기 제어수단은 상기 고장검출수단에 의해 상기 스로틀제어계의 고장이 검출되는 동시에, 상기 고장은 스로틀밸브가 제 1개방도이상의 개방도상태에서 고정되는 개방고착이 아닐 경우에, 상기 소정흡기량공급수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  12. 제 11항에 있어서, 운전자의 출력요구를 검출하는 운전자출력요구검출수단을 또 포함하고,
    상기 제어수단은 상기 소정흡기량공급수단의 작동시에 상기 운전자출력요구검출수단의 검출정보에 의거해서 운전자가 출력요구를 하고 있지 않은 경우에는 상기 내연기관으로의 연료공급을 제한하는 동시에, 운전자가 출력요구를 하고 있을 경우에는 상기 연료공급의 제한을 해제하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 소정흡기량공급수단의 작동시에, 상기 운전자출력요구검출수단의 검출정보에 의거해서, 운전자가 출력요구를 하고 있지 않은 경우에는 상기 내연기관으로의 연료공급을 정지하는 동시에 운전자가 출력요구를 하고 있는 경우에는 상기 연료공급의 정지를 해제하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 소정흡기량공급수단은 상기 스로틀밸브의 하류쪽흡기관과 상류쪽흡기관을 연통하는 바이패스통로와, 상기 바이패스통로에 설치된 바이패스밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 소정흡기량공급수단은, 상기 구동수단과는 별도로 설치되고 상기 스로틀밸브를 제 4소정개방도가 되도록 강제적으로 변위시키는 제 2구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 스로틀밸브가 상기 제 4소정개방도가 되도록 부세하는 스프링인 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 스로틀밸브가 상기 제 4소정개방도가 되도록 변위시키는 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
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