WO2011037043A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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stepping motor
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internal combustion
signal
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Inventor
阿相竜治
火明 菅原
Original Assignee
株式会社ケーヒン
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2058—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using information of the actual current value
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/002—Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F02D31/003—Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control
    • F02D31/005—Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control by controlling a throttle by-pass
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine provided with an idle speed control valve in a bypass passage that bypasses a throttle valve disposed in an intake passage.
  • Patent Document 1 discloses a driving circuit for a stepping motor that monitors the current flowing through the stepping motor and stops the driving of the stepping motor when the current value falls below a predetermined threshold value.
  • an idle speed control valve is provided.
  • the idle speed control valve When driving up to the maximum drive position where it hits the stopper, the idle speed control valve is slightly bounced off by the stopper, the stepping motor rotates in the reverse direction, and an induced electromotive current is generated in the reverse direction If you want to.
  • the present invention has been made through the above-described studies, and is an internal combustion engine that can detect an abnormality in the current flowing through a stepping motor more accurately and can prevent the stepping motor from being stopped unnecessarily.
  • An object is to provide a control device.
  • the present invention relates to a throttle valve disposed in an intake passage of an internal combustion engine, a bypass passage communicating with the intake passage and bypassing the throttle valve, and an air flow rate flowing through the bypass passage.
  • An internal combustion engine comprising: an idle rotation speed control valve that controls the idle rotation speed of the internal combustion engine by adjusting; a stepping motor that drives the idle rotation speed control valve; and a microcomputer that controls the operation of the entire internal combustion engine.
  • An engine control apparatus wherein a drive unit that drives the stepping motor stepwise in response to a control signal input from the microcomputer, and a current detection unit that detects a current flowing through the stepping motor via the drive unit; , Comparing the current value detected by the current detection unit with a predetermined threshold, A current abnormality detection unit that outputs a current abnormality signal when the current value is a predetermined threshold value or less, and whether or not the current abnormality signal is continuously output from the current abnormality detection unit for a predetermined time or more. When the abnormal current signal is output continuously for a predetermined time or more, the abnormal current signal is output, and when the abnormal current signal is output for less than a predetermined time, the abnormal current signal is not output. An output current abnormality signal holding unit, and the microcomputer stops outputting the control signal to the driving unit in response to the input of the current abnormality signal from the current abnormality signal holding unit. Is the first feature.
  • the present invention has a second feature that the predetermined time corresponds to a time during which the control signal input from the microcomputer to the drive unit is at a high level. .
  • the timing of starting the predetermined time and the timing of input of the control signal input from the microcomputer to the drive unit are substantially the same. It is a third feature.
  • the present invention further includes noise superimposed on an output signal of the current detection unit between the current detection unit and the current abnormality detection unit.
  • a fourth feature is that a noise removing unit for removing the noise is provided.
  • At least the current detection unit, the current abnormality detection unit, and the current abnormality signal holding unit are disposed in the same integrated circuit, and
  • a fifth feature is that the integrated circuit and the microcomputer are arranged in the same package.
  • the current abnormality detection unit that compares the current value detected by the current detection unit with a predetermined threshold value and outputs a current abnormality signal when the current value is equal to or less than the predetermined threshold value. From this, it is determined whether or not the current abnormality signal is continuously output for a predetermined time or more. When the current abnormality signal is continuously output for a predetermined time or more, the current abnormality signal is output and the current abnormality signal is also output.
  • the output current abnormality signal holding unit that does not output a current abnormality signal
  • the microcomputer According to the current abnormality signal is input from the current abnormality signal holding unit, By stopping the output of the control signal to the drive unit, it is possible to more accurately detect an abnormality in the current flowing through the stepping motor and prevent the stepping motor from being stopped unnecessarily. It is possible to provide a control apparatus for an internal combustion engine that may be.
  • the stepping motor is energized and the excitation phase is Only when the current flowing through the stepping motor is reduced to a predetermined value or less over the unit excitation time to be driven, the driving of the stepping motor can be stopped assuming that the current is abnormal
  • the driving of the stepping motor can be reliably stopped only when it is necessary that the current flowing through the stepping motor is abnormal.
  • the timing start point of the predetermined time and the input time point of the control signal input from the microcomputer to the drive unit are set to be substantially the same time point. It is possible to accurately measure the time during which the current flowing through the stepping motor is in a reduced state such that the current is less than or equal to a predetermined value, and it is possible to prevent the stepping motor from being stopped unnecessarily.
  • a noise removal unit that removes noise superimposed on the output signal of the current detection unit is provided between the current detection unit and the current abnormality detection unit more accurately.
  • the current flowing through the stepping motor can be detected, and it is possible to prevent the driving of the stepping motor from being stopped unnecessarily.
  • At least a current detection unit, a current abnormality detection unit, and a current abnormality signal holding unit suitable for a so-called custom IC are arranged in the same integrated circuit to form a custom IC.
  • the microcomputer such as ECU, which is preferably generalized through each vehicle type, as general as possible and placing them in the same package, with a compact configuration and ensuring versatility, It is possible to provide a control device for an internal combustion engine incorporating necessary functions.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an overall configuration of an internal combustion engine in an embodiment of the present invention. It is a fragmentary sectional view which shows the structure of the idle speed control valve and stepping motor in this embodiment. It is a circuit diagram which shows the structure of the drive circuit of the idle speed control valve in this embodiment.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a modification of the comparator shown in FIG. 3. It is sectional drawing which shows the structure by which the microcomputer and integrated circuit in this embodiment were arrange
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the internal combustion engine in the present embodiment.
  • the internal combustion engine 1 of the present embodiment includes a cylinder block 10 having a cooling water passage 10a, and a coolant temperature sensor CS that detects the temperature of the cooling water flowing through the cooling water passage 10a.
  • a piston 12 is disposed on the inner side of the cylinder block 10, and the piston 12 is connected to a crankshaft 14 disposed on the inner side of a crankcase 10 b assembled to the lower part of the cylinder block 10, so that the internal combustion engine 1 At the time of start-up, it is rotationally driven by a starter motor 16 that is supplied with electric power from a power source BAT via an ignition switch SW and a drive circuit DM.
  • the crankshaft 14 is provided with a timing rotor 14a, and a crank angle sensor 18 for detecting the rotation angle of the crankshaft 14 is provided in the vicinity of the timing rotor 14a.
  • the cylinder head 20 is assembled to the upper part of the cylinder block 10.
  • a combustion chamber 10 c is defined by the inner wall of the cylinder block 10, the upper surface of the piston 12, and the inner wall of the cylinder head 18.
  • the cylinder head 20 is formed with an intake passage 20a and an exhaust passage 20b that communicate with the combustion chamber 10c, respectively, and an intake pipe 22 having an intake passage 22a that communicates with the intake passage 20a and an exhaust passage 24a that communicates with the exhaust passage 20b.
  • Each of the exhaust pipes 24 is assembled.
  • the cylinder block 10 is provided with an ignition plug 26 that ignites the fuel mixture in the combustion chamber 10c, an intake valve 28 that can open and close the intake passages 20a and 22a, and an exhaust valve 30 that can open and close the exhaust passages 20b and 24a. ing.
  • the intake pipe 22 is provided with an injector 32 for injecting fuel through the drive circuit DI in the intake passages 20a and 22a in the vicinity of the intake valve 28.
  • a throttle valve 34 is provided on the upstream side of the injector 32. Yes.
  • the intake pipe 22 is provided with an air cleaner 36 communicating with the outside air on the upstream side of the throttle valve 34, and an intake pressure sensor PS for detecting intake pressure is provided between the injector 32 and the throttle valve 34.
  • An intake air temperature sensor TS that detects the intake air temperature is provided between the throttle valve 34 and the air cleaner 36.
  • the intake pipe 22 is provided with a bypass passage 38 that bypasses the throttle valve 34 and connects the upstream side and the downstream side of the throttle valve 34, and is further driven by a stepping motor 40 to open and close the bypass passage 38.
  • a free idle speed control valve 50 is provided.
  • the exhaust pipe 24 is provided with a catalytic converter CT in the exhaust passage 24a.
  • the internal combustion engine 1 further includes an ECU (Electronic Control Unit) 100.
  • the ECU 100 receives supply of electric power from the power source BAT, and the crank angle sensor 18, the coolant temperature sensor CS, the intake pressure sensor PS, and the intake temperature sensor. Control of the entire internal combustion engine 1 is executed through the stepping motor 40 and the drive circuits DI and DM using detection output values of various sensors such as TS. [Configuration of stepping motor and idle speed control valve] Next, the configuration of the stepping motor 40 and the idle speed control valve 50 will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the idle speed control valve and the stepping motor in the present embodiment.
  • the stepping motor 40 moves the stators 40 a and 40 b, the rotor 42 that is rotationally driven by energization of the stators 40 a and 40 b, and the idle speed control valve 50 according to the rotation of the rotor 42.
  • the idle speed control valve 50 includes an opening / closing member 52 that can freely open and close the bypass passage 38 of the intake pipe 22, a driven member 54 fixed to the rod member 44 of the stepping motor 40, and the opening / closing member 52 and the driven member 54. And a spring member 56 that is elastically connected.
  • the open / close member 52 of the idle speed control valve 50 is moved downward in the figure, and its lower surface 52a
  • the pipe 22 is movable so as to cross the bypass passage 38 until it comes into contact with and abuts against a stopper surface 38a provided on the inner surface of the bypass passage 38 of the pipe 22. Further, in this manner, the idle rotation is performed in a state where the lower surface 52a of the opening / closing member 52 of the idle speed control valve 50 is in contact with and abutted against the stopper surface 38a provided on the inner surface of the bypass passage 38 of the intake pipe 22.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the drive circuit for the idle speed control valve in the present embodiment.
  • the stepping motor drive circuit 102 includes switching element groups 104 and 106 that are on / off controlled in accordance with a control signal from the ECU 100 that is a microcomputer, and the switching element group 104 includes the stepping motor 40.
  • the switching element group 106 excites the stator 40b of the stepping motor 40 in two phases while different phases with respect to the excitation of the switching element group 104.
  • the stepping motor drive circuit 102 includes a resistance element R1 connected to the switching element group 104, a resistance element R2 connected to the switching element group 106, a comparator 108 connected to the switching element group 104 and the resistance element R1.
  • a comparator 110 connected to the switching element group 106 and the resistance element R2, and a digital filter 112 connected to the switching element groups 104 and 106 and the comparators 108 and 110.
  • the non-inverting input terminal is connected to the high potential side of the resistance element R1, and the inverting input terminal is connected to the reference voltage source.
  • the non-inverting input terminal of the comparator 110 is connected to the high potential side of the resistor element R2, and the inverting input terminal is connected to the reference voltage source.
  • the digital filter 112 receives a high level control signal from the ECU 100 to the switching element groups 104 and 106 of the stepping motor drive circuit 102 and starts energization of the stepping motor 40, that is, the high level control signal. Accordingly, each time when the stators 40a and 40b of the stepping motor 40 are energized and the excitation is sequentially started in the corresponding excitation phase, the time measuring operation is started, and the current abnormality signal from the comparators 108 and 110 is detected by the stepping motor.
  • control No. is when inputted continuously for a long predetermined time or longer than a high level for a period of time corresponding to each excitation phase (step driving time), and outputs the final current abnormality signal to the ECU 100.
  • the stepping motor drive circuit 102 functions as a drive unit for step-driving the stepping motor 40
  • the resistance elements R1 and R2 function as a current detection unit for detecting the current flowing through the stepping motor 40
  • the comparators 108 and 110 The digital filter 112 functions as a current abnormality detection unit that detects an abnormality in the current flowing through the stepping motor 40, and the current abnormality signal from the comparators 108 and 110 is shorter than the step driving time that is each excitation time of the stepping motor 40. If the current flows in time, the final current abnormality signal is not output and the current abnormality signal from the comparators 108 and 110 is retained for the predetermined time longer than the step driving time of the stepping motor 40 for the first time. A normal current error signal is output. Functions as a current abnormality signal holding unit.
  • the ECU 100 sends a control signal for stopping the driving of the stepping motor 40 to the stepping motor drive circuit 102 in response to the input of the current abnormality signal from the digital filter 112, and the control signal is input.
  • the stepping motor drive circuit 102 thus stopped stops energization of the stators 40a and 40b of the stepping motor 40 and stops driving the stepping motor 40.
  • the inverting input terminal and the non-inverting input of the comparators 108 and 110 are modified as shown in the modification example shown in FIG.
  • a noise removing capacitor element C may be interposed between the terminal and the terminal.
  • the stepping motor drive circuit 102 is configured as an integrated circuit separate from the ECU 100, and may be housed in the same package P while being stacked on each other.
  • the resistance elements R1 and R2 that function as a current detection unit that detects the current flowing through the stepping motor 40, and the abnormality of the current flowing through the stepping motor 40 Comparators 108 and 110 functioning as current abnormality detection units for detecting the current abnormality signal, and when the current abnormality signal flows in a time shorter than the step driving time that is each excitation time of the stepping motor 40, a final current abnormality signal is displayed.
  • the digital filter 112 functioning as a current abnormal signal holding unit that outputs a final current abnormal signal for the first time only when the current abnormal signal continues for a predetermined time longer than the step driving time of the stepping motor 40 is retained without being output.
  • ECU 100 is a microcomputer, it is preferable to put the cost benefits to generalize the possible configurations. Therefore, if at least such a function unit in the stepping motor drive circuit 102 is configured as a custom IC and is appropriately stacked together with the general-purpose ECU 100 and mounted in the same package P, the cost can be reduced while ensuring the necessary functions. In addition, the configuration is made compact.
  • the current abnormality detection process is a process executed by the ECU 100 and the stepping motor drive circuit 102 in cooperation.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a flow of current abnormality detection processing in the present embodiment.
  • FIG. 7 is a time chart of the current abnormality detection process in the present embodiment, and shows a normal process.
  • FIG. 8 is a time chart of current abnormality detection processing in the present embodiment, showing processing at the time of abnormality.
  • the current flowing through the stators 40a and 40b of the stepping motor 40 that is, stepping motor drive.
  • the detected current obtained by detecting the current flowing through the switching element groups 104 and 106 of the circuit 102 via the resistance elements R1 and R2 becomes zero during the driving of the stepping motor 40.
  • the horizontal axis represents time t
  • the vertical axis represents the voltage value for each signal, the current value for current, and the value for count value, respectively.
  • the ignition switch SW is turned on, the internal combustion engine 1 is started, and the timing at which the mechanical phase and the electrical phase in the stepping motor 40 are matched.
  • the process starts correspondingly and proceeds to step S1.
  • step S1 a control signal (control signal shown in A of FIG. 7 and A of FIG. 8) for causing the switching element groups 104 and 106 to perform a predetermined on / off operation is input from the ECU 100 to the stepping motor drive circuit 102.
  • the stepping motor 40 is energized, and the stators 40a and 40b of the stepping motor 40 start to be sequentially excited in the corresponding excitation phases. Accordingly, the stepping motor 40 is started to be step-driven, and the rod member 44 of the stepping motor 40 starts to move. Accordingly, the opening / closing member 52 of the idle speed control valve 50 moves so as to cross the bypass passage 38. To start.
  • step S1 The opening / closing member 52 of the idle speed control valve 50 continues to move until the lower surface 52a abuts against a stopper surface 38a provided on the inner surface of the bypass passage 38 of the intake pipe 22. Thereby, the process of step S1 is completed, and the current abnormality detection process proceeds to the next step S2.
  • step S2 the time when the digital filter 112 starts energizing the stepping motor 40, that is, the control signal for starting the energization of the stepping motor 40 from the ECU 100 to the stepping motor drive circuit 102 is switched to the high level. Starting from the time, a counter for measuring the elapsed time from that time is started. Thereby, the process of step S2 is completed, and the current abnormality detection process proceeds to the next step S3.
  • step S2 the control signal from the ECU 100 to the stepping motor drive circuit 102 is switched to a high level at times T1 and T3. Therefore, the time at which the counter of the digital filter 112 can start counting is the time T1 or the like. However, in FIG. 7D and FIG. 8D, the counting starts from the time T1 for convenience of explanation. .
  • the opening / closing member 52 of the idle speed control valve 50 continues to move, the lower surface 52a comes into contact with the stopper surface 38a provided on the inner surface of the bypass passage 38 of the intake pipe 22.
  • the value of the current flowing through the stators 40a and 40b of the stepping motor 40 decreases and reaches a position where an abnormal current signal can be input from the comparators 108 and 110 of the stepping motor drive circuit 102 to the digital filter 112.
  • the digital filter 112 refers to the current abnormality signal input from the comparators 108 and 110 and the count value of the counter of the digital filter 112, and the state where the current abnormality signal is equal to or less than a predetermined threshold continues for a predetermined time or more. It is determined whether or not.
  • the predetermined time is a time during which the control signal output from the ECU 100 and energized to the stepping motor drive circuit 102 to energize the stepping motor 40 is at a high level, that is, A in FIG. 7 or FIG. This is a preset time longer than the time from time T1 to time T2 and the time from time T3 to time T4 shown in A, and the elapsed time is indicated by time t4 in FIG. 8D.
  • the predetermined time can be set to 8 ms.
  • step S3 the control input from the ECU 100 to the stepping motor drive circuit 102 when determining whether or not the state where the current abnormality signal is equal to or smaller than the predetermined threshold value continues for a predetermined time or longer.
  • time T2 when the signal switches from the high level to the low level, as shown in FIG. 7B, the detected current value flowing through the stators 40a and 40b of the stepping motor 40 exceeds a predetermined threshold value, and C in FIG.
  • the current abnormality signal input from the comparators 108 and 110 is at a low level, it is clear that the state where the current abnormality signal is equal to or less than a predetermined threshold does not continue for a predetermined time or more.
  • the state in which the abnormal signal is equal to or less than a predetermined threshold is a normal state that has not continued for a predetermined time.
  • the current value flowing through the stators 40a and 40b of the stepping motor 40 is less than a predetermined threshold value, and as shown in FIG.
  • the current abnormality signal input from 110 is at a high level, it is determined whether or not the state continues for a predetermined time. If the current abnormality signal is continued, the state where the current abnormality signal is equal to or less than a predetermined threshold value is determined. It is determined that the abnormal state has continued for a predetermined time or more. In this case, if the current is not continued until the predetermined time, the current abnormality detection process proceeds to step S4.
  • step S4 in the case where the state where the current value of the current abnormality signal is equal to or less than the predetermined value does not continue for the predetermined time or longer, the digital filter 112 sets the count value of the counter to 0 at time T2 shown in D of FIG. Reset. At this time, as shown in E of FIG. 7, the current abnormality signal of the digital filter 112 is input to the ECU 100 while being maintained at a high level. Thereby, the process of step S4 is completed, and the current abnormality detection process returns to the first step S1.
  • step S5 when the state where the current value of the current abnormality signal is equal to or smaller than the predetermined value continues for a predetermined time or longer, the digital filter 112 sets the count value of the counter at time t4 shown in D of FIG. Reset to zero. At this time, as shown in E of FIG. 8, the digital filter 112 switches the power abnormality signal to the low level and outputs it to the ECU 100. Thereby, the process of step S5 is completed, and the current abnormality detection process proceeds to the next step S6.
  • step S6 the ECU 100 determines that an inoperable state or the like has occurred in the switching element groups 104 and 106 of the stepping motor drive circuit 102 at time t3 shown in FIG.
  • the energization operation to the stepping motor 40 is prohibited, and a warning that a current abnormality of the stepping motor 40 has occurred is issued by turning on a warning lamp (not shown).
  • a warning lamp not shown
  • the current value detected by the current detection unit is compared with a predetermined threshold value, and the current abnormality detection unit that outputs a current abnormality signal when the current value is equal to or less than the predetermined threshold value, It is determined whether the signal is continuously output for a predetermined time or more.
  • the current abnormal signal is continuously output for a predetermined time or more, the current abnormal signal is output and the current abnormal signal is less than the predetermined time.
  • An output current abnormality signal holding unit that does not output a current abnormality signal when it is continuously output is provided, and the microcomputer outputs a current abnormality signal from the current abnormality signal holding unit to the drive unit.
  • the stepping motor is energized and driven for each excitation phase over the unit excitation time. Only when the current flowing through the stepping motor shows a decrease state that is less than or equal to a predetermined value, it is possible to stop the driving of the stepping motor, assuming that the current is abnormal, and the current flowing through the stepping motor Only when it is necessary to be abnormal, the driving of the stepping motor can be reliably stopped.
  • the time measurement start time of the predetermined time and the input time of the control signal input from the microcomputer to the drive unit are set to be substantially the same time, the current flowing through the stepping motor is less than the predetermined value Therefore, it is possible to accurately measure the time for indicating such a decrease state, and to prevent the stepping motor from being stopped unnecessarily.
  • the current flowing through the stepping motor can be detected more accurately. It is possible to prevent the driving of the stepping motor from being stopped unnecessarily.
  • At least a current detection unit, a current abnormality detection unit, and a current abnormality signal holding unit suitable for so-called custom IC are arranged in the same integrated circuit to make a custom IC, while being generalized through each vehicle type, etc. It is preferable to make a microcomputer such as an ECU as general-purpose as possible and arrange them in the same package so that an internal combustion engine incorporating necessary functions can be obtained with a compact configuration while ensuring versatility.
  • a control device can be provided.
  • the type, arrangement, number, and the like of the members are not limited to the above-described embodiments, and the constituent elements thereof are appropriately replaced with those having the same operational effects, and the gist of the invention is not deviated. Of course, it can be appropriately changed within the range.
  • the present invention provides a control device for an internal combustion engine that can detect an abnormality in the current flowing through a stepping motor more accurately and prevent the stepping motor from being stopped unnecessarily. It is expected that it can be widely applied to an internal combustion engine such as a vehicle because of its universality.

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

　内燃機関の制御装置は、電流検出部（Ｒ１、Ｒ２）により検出された電流値と所定の閾値とを比較し、電流値が所定の閾値以下である場合に電流異常信号を出力する電流異常検出部（１０８、１１０）から、電流異常信号が所定時間以上継続して出力されているか否かを判別し、電流異常信号が所定時間以上継続して出力されている場合には電流異常信号を出力すると共に、電流異常信号が所定時間未満継続して出力された場合には電流異常信号を出力しない出力電流異常信号保持部（１１２）を備える。

Description

内燃機関の制御装置
　本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、吸気通路に配置されたスロットルバルブを迂回するバイパス通路にアイドル回転数制御バルブを備える内燃機関の制御装置に関する。
　近年、吸気通路に配置されたスロットルバルブの上流側と下流側とを連通するバイパス通路にアイドル回転数制御バルブを備える内燃機関が実用化されている。かかる内燃機関では、内燃機関の始動時やアイドル運転時等、スロットルバルブが全閉位置付近にあるときに、制御装置が、ステッピングモータを駆動することによってアイドル回転数制御バルブを開閉駆動することにより、内燃機関のアイドル回転数を調整する構成が提案されている。
　このようにステッピングモータを利用してアイドル回転数制御バルブを駆動する構成においては、ステッピングモータの巻線がモータハウジングに接触して回路が途中でアースされるなどした場合には、駆動回路のスイッチング回路内に不要な大電流が流れてスイッチング回路の機能に影響を与える可能性も考えられる。
　特許文献１は、ステッピングモータに流れる電流を監視し、電流値が所定の閾値以下になった場合に、ステッピングモータの駆動を停止するステッピングモータの駆動回路を開示する。
特開昭６２－１２３９８９号公報
　しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１に開示される構成において、アイドル回転数制御バルブにおける機械的な位相と電気的な位相とを整合させるべく、例えば、アイドル回転数制御バルブを、それがストッパに突き当たる位置である最大駆動位置まで駆動した場合、アイドル回転数制御バルブがストッパで微少ではあるが跳ね返されて、ステッピングモータが逆方向に回転し、逆方向に誘導起電流が発生する場合が考えられる。
　このような誘導起電流が生じると、見かけ上でステッピングモータを流れる電流が減少してしまうから、単に、ステッピングモータに流れる電流を監視して、電流値が所定の閾値以下になった場合に、ステッピングモータの駆動を停止する構成であると、ステッピングモータ自体には何等異常はないにも関わらず、不要にステッピングモータの駆動が停止されてしまうことになって、改良の余地があるものと考えられる。
　本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、ステッピングモータを流れる電流異常をより正確に検出可能であって、不要にステッピングモータの駆動が停止されてしまうことを防止し得る内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
　以上の目的を達成すべく、本発明は、内燃機関の吸気通路に配置されたスロットルバルブと、前記吸気通路に連通されて前記スロットルバルブを迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路を流れる空気流量を調整することにより前記内燃機関のアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御バルブと、前記アイドル回転数制御バルブを駆動するステッピングモータと、前記内燃機関全体の動作を制御するマイクロコンピュータと、を備える内燃機関の制御装置であって、前記マイクロコンピュータから入力される制御信号に応じて前記ステッピングモータをステップ駆動する駆動部と、前記駆動部を介して前記ステッピングモータに流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部により検出された電流値と所定の閾値とを比較し、前記電流値が所定の閾値以下である場合に電流異常信号を出力する電流異常検出部と、前記電流異常検出部から前記電流異常信号が所定時間以上継続して出力されているか否かを判別し、前記電流異常信号が所定時間以上継続して出力されている場合には電流異常信号を出力すると共に、前記電流異常信号が所定時間未満継続して出力された場合には電流異常信号を出力しない出力電流異常信号保持部と、を更に備え、前記マイクロコンピュータは、前記電流異常信号保持部から前記電流異常信号が入力されるのに応じて、前記駆動部への制御信号の出力を停止することを第１の特徴とする。
　また本発明は、かかる第１の特徴に加えて、前記所定時間は、前記マイクロコンピュータから前記駆動部に入力される前記制御信号がハイレベルである時間に相当することを第２の特徴とする。
　また本発明は、かかる第１又は第２の特徴に加えて、前記所定時間の計時開始時点と、前記マイクロコンピュータから前記駆動部に入力される前記制御信号の入力時点と、が略同じ時点であることを第３の特徴とする。
　また本発明は、かかる第１から第３のいずれかの特徴に加えて、更に、前記電流検出部と前記電流異常検出部との間に、前記電流検出部の出力信号に重畳されているノイズを除去するノイズ除去部を備えることを第４の特徴とする。
　また本発明は、かかる第１から第４のいずれかの特徴に加えて、少なくとも前記電流検出部、前記電流異常検出部及び前記電流異常信号保持部は、同一の集積回路内に配置され、前記集積回路と前記マイクロコンピュータとが、同一のパッケージ内に配置されていることを第５の特徴とする。
　本発明の第１の特徴によれば、電流検出部により検出された電流値と所定の閾値とを比較し、電流値が所定の閾値以下である場合に電流異常信号を出力する電流異常検出部から、電流異常信号が所定時間以上継続して出力されているか否かを判別し、電流異常信号が所定時間以上継続して出力されている場合には電流異常信号を出力すると共に、電流異常信号が所定時間未満継続して出力された場合には電流異常信号を出力しない出力電流異常信号保持部を備え、マイクロコンピュータが、電流異常信号保持部から電流異常信号が入力されるのに応じて、駆動部への制御信号の出力を停止することにより、ステッピングモータを流れる電流異常をより正確に検出可能であって、不要にステッピングモータの駆動が停止されてしまうことを防止し得る内燃機関の制御装置を提供することができる。
　本発明の第２の特徴によれば、所定時間が、マイクロコンピュータから駆動部に入力される制御信号がハイレベルである時間に相当するものであるため、ステッピングモータが通電されて各励磁相で駆動される単位励磁時間以上にわたって、ステッピングモータを流れる電流が所定値以下となるような減少状態を示した場合に限り、その電流が異常であるとして、ステッピングモータの駆動を停止することができるものであり、ステッピングモータを流れる電流が異常であるという必要な場合にのみ、ステッピングモータの駆動を確実に停止することができる。
　本発明の第３の特徴によれば、所定時間の計時開始時点と、マイクロコンピュータから駆動部に入力される制御信号の入力時点と、が、略同じ時点であるものとして設定されているため、ステッピングモータを流れる電流が所定値以下となるような減少状態を示す時間を正確に測定することができ、不要にステッピングモータの駆動が停止されてしまうことを防止することができる。
　本発明の第４の特徴によれば、電流検出部と電流異常検出部との間に、電流検出部の出力信号に重畳されているノイズを除去するノイズ除去部を備えることにより、より正確にステッピングモータを流れる電流を検出することができ、不要にステッピングモータの駆動が停止されてしまうことを防止することができる。
　本発明の第５の特徴によれば、いわゆるカスタムＩＣ化するに好適な、少なくとも電流検出部、電流異常検出部及び電流異常信号保持部を、同一の集積回路内に配置してカスタムＩＣ化する一方で、各車種等を通じて汎用化することが好ましいＥＣＵ等のマイクロコンピュータを可能な限り汎用化して、これらを同一のパッケージ内に配置することにより、コンパクトな構成で、汎用性も確保しながら、必要な機能を盛り込んだ内燃機関の制御装置を提供することができる。
本発明の実施形態における内燃機関の全体構成を示す模式的断面図である。 本実施形態におけるアイドル回転数制御バルブ及びステッピングモータの構成を示す部分断面図である。 本実施形態におけるアイドル回転数制御バルブの駆動回路の構成を示す回路図である。 図３に示すコンパレータの変形例を示す回路図である。 本実施形態におけるマイクロコンピュータと集積回路とが、同一パッケージ内に配置されて積層された構成を示す断面図である。 本実施形態における電流異常検出処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態における電流異常検出処理のタイムチャートであって、正常時の処理を示す。 本実施形態における電流異常検出処理のタイムチャートであって、異常時の処理をも示す。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる内燃機関の構成について説明する。
〔全体構成〕
　まず、本実施形態における内燃機関の全体構成につき、図１を参照して、詳細に説明する。
　図１は、本実施形態における内燃機関の全体構成を示す模式的断面図である。
　図１に示すように、本実施形態の内燃機関１は、冷却水流路１０ａを有するシリンダブロック１０を備え、冷却水流路１０ａには、その内部を流れる冷却水の温度を検出すクーラント温度センサＣＳが設けられる。シリンダブロック１０の内方には、ピストン１２が配置され、ピストン１２は、シリンダブロック１０の下部に組み付けられたクランクケース１０ｂの内方に配置されたクランク軸１４に接続されて、内燃機関１の始動時にイグニッションスイッチＳＷ及び駆動回路ＤＭを介して電源ＢＡＴからの電力の供給を受けるスタータモータ１６によって回転駆動される。クランク軸１４には、タイミングロータ１４ａが設けられ、タイミングロータ１４ａの近傍には、クランク軸１４の回転角を検出するクランク角センサ１８が設けられている。
　シリンダブロック１０の上部には、シリンダヘッド２０が組み付けられている。シリンダブロック１０の内壁と、ピストン１２の上面と、シリンダヘッド１８の内壁とで、燃焼室１０ｃが画成される。シリンダヘッド２０には、燃焼室１０ｃに各々連通した吸気通路２０ａ及び排気通路２０ｂが形成されて、吸気通路２０ａに連通した吸気通路２２ａを有する吸気管２２及び排気通路２０ｂに連通した排気通路２４ａを有する排気管２４が各々組み付けられている。
　シリンダブロック１０には、燃焼室１０ｃ内の燃料混合気に点火する点火プラグ２６、吸気通路２０ａ及び２２ａを開閉自在な吸気バルブ２８及び排気通路２０ｂ及び２４ａを開閉自在な排気バルブ３０が、設けられている。
　吸気管２２には、吸気バルブ２８の近傍で吸気通路２０ａ及び２２ａ内に駆動回路ＤＩを介して燃料を噴射するインジェクタ３２が設けられ、インジェクタ３２の上流側には、スロットルバルブ３４が設けられている。また、吸気管２２には、スロットルバルブ３４の上流側には、外気に連通したエアクリーナ３６が設けられており、インジェクタ３２とスロットルバルブ３４との間に、吸気圧を検出する吸気圧センサＰＳが設けられ、スロットルバルブ３４とエアクリーナ３６との間に、吸気の温度を検出する吸気温センサＴＳが設けられる。
　また、吸気管２２には、スロットルバルブ３４を迂回して、スロットルバルブ３４の上流側と下流側とを連通するバイパス通路３８が設けられ、更に、ステッピングモータ４０で駆動されてバイパス通路３８を開閉自在なアイドル回転数制御バルブ５０が設けられる。
　一方で、排気管２４には、排気通路２４ａ内に触媒コンバータＣＴが設けられる。
　更に、内燃機関１は、更にＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１００を備え、ＥＣＵ１００は、電源ＢＡＴからの電力の供給を受けて、クランク角センサ１８、クーラント温度センサＣＳ、吸気圧センサＰＳ及び吸気温センサＴＳ等の各種センサの検出出力値を用い、ステッピングモータ４０、並びに駆動回路ＤＩ及びＤＭ等を介して、内燃機関１全体の制御を実行する。
〔ステッピングモータ及びアイドル回転数制御バルブの構成〕
　次に、ステッピングモータ４０及びアイドル回転数制御バルブ５０の構成につき、更に図２をも参照して、詳細に説明する。
　図２は、本実施形態におけるアイドル回転数制御バルブ及びステッピングモータの構成を示す部分断面図である。
　図２に示すように、ステッピングモータ４０は、ステータ４０ａ及び４０ｂと、ステータ４０ａ及び４０ｂへの通電に伴い回転駆動されるロータ４２と、ロータ４２の回転に応じてアイドル回転数制御バルブ５０を移動させるロッド部材４４と、を備える。
　アイドル回転数制御バルブ５０は、吸気管２２のバイパス通路３８を開閉自在な開閉部材５２と、ステッピングモータ４０のロッド部材４４に固設された従動部材５４と、開閉部材５２と従動部材５４とを弾性的に接続するバネ部材５６と、を備える。
　以上の構成において、ステッピングモータ４０のロッド部材４４が図中の下方に移動することに伴い、アイドル回転数制御バルブ５０の開閉部材５２が図中の下方に移動されて、その下面５２ａが、吸気管２２のバイパス通路３８の内面に設けられたストッパ面３８ａに当接して突き当てるまで、バイパス通路３８を横切るように移動自在である。また、このように、アイドル回転数制御バルブ５０の開閉部材５２の下面５２ａが、吸気管２２のバイパス通路３８の内面に設けられたストッパ面３８ａに当接して突き当てられた状態で、アイドル回転数制御バルブ５０の開閉部材５２の位置、つまりステッピングモータ４０のロッド部材４４における機械的位置と、それに対応する電気信号と、の間の整合が図られるものである。
〔電流異常検出回路の構成〕
　次に、ステッピングモータ４０を駆動するステッピングモータ駆動回路の構成につき、更に図３をも参照して、詳細に説明する。
　図３は、本実施形態におけるアイドル回転数制御バルブの駆動回路の構成を示す回路図である。
　図３に示すように、ステッピングモータ駆動回路１０２は、マイクロコンピュータであるＥＣＵ１００からの制御信号に応じてオン／オフ制御されるスイッチング素子群１０４及び１０６を備え、スイッチング素子群１０４は、ステッピングモータ４０のステータ４０ａを２相励磁する一方で、スイッチング素子群１０６は、スイッチング素子群１０４の励磁に対して相を異ならせながらステッピングモータ４０のステータ４０ｂを２相励磁する。更に、ステッピングモータ駆動回路１０２は、スイッチング素子群１０４に接続される抵抗素子Ｒ１と、スイッチング素子群１０６に接続される抵抗素子Ｒ２と、スイッチング素子群１０４及び抵抗素子Ｒ１に接続されるコンパレータ１０８と、スイッチング素子群１０６及び抵抗素子Ｒ２に接続されるコンパレータ１１０と、スイッチング素子群１０４及び１０６並びにコンパレータ１０８及び１１０に接続されるデジタルフィルタ１１２と、を備える。
　詳しくは、コンパレータ１０８において、非反転入力端子は抵抗素子Ｒ１の高電位側に接続され、反転入力端子は基準電圧源に接続されている。また、コンパレータ１１０の非反転入力端子は抵抗素子Ｒ２の高電位側に接続され、反転入力端子は基準電圧源に接続されている。かかるコンパレータ１０８及び１１０は、対応する抵抗素子Ｒ１及びＲ２に印加される電圧値が所定値以下である場合、すなわちステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂの各励磁相において流れる電流値が所定値以下である場合に、デジタルフィルタ１１２に電流異常信号を出力する。
　デジタルフィルタ１１２は、ＥＣＵ１００からステッピングモータ駆動回路１０２のスイッチング素子群１０４及び１０６にハイレベルの制御信号が入力されて、ステッピングモータ４０への通電が開始される毎に、すなわちハイレベルの制御信号に応じてステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂに通電がなされて、対応する励磁相で順次励磁が開始される毎に、計時動作を開始すると共に、コンパレータ１０８及び１１０からの電流異常信号が、ステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂを対応する励磁相で順次励磁すべくステッピングモータ４０に通電される単位時間よりも長い所定時間、すなわちＥＣＵ１００からステッピングモータ駆動回路１０２のスイッチング素子群１０４及び１０６に入力される制御信号が各励磁相に対応してハイレベルである時間（ステップ駆動時間）よりも長い所定時間以上にわたり継続して入力された場合に、ＥＣＵ１００に最終的な電流異常信号を出力するものである。
　つまり、ステッピングモータ駆動回路１０２は、ステッピングモータ４０をステップ駆動する駆動部として機能し、抵抗素子Ｒ１及びＲ２は、ステッピングモータ４０を流れる電流を検出する電流検出部として機能し、コンパレータ１０８及び１１０は、ステッピングモータ４０を流れる電流の異常を検出する電流異常検出部として機能し、デジタルフィルタ１１２は、コンパレータ１０８及び１１０からの電流異常信号がステッピングモータ４０の各励磁時間であるステップ駆動時間よりも短い時間で流れた場合には最終的な電流異常信号を出力せずに留保し、コンパレータ１０８及び１１０からの電流異常信号がステッピングモータ４０のステップ駆動時間より長い所定時間以上継続された場合に初めて最終的な電流異常信号を出力する電流異常信号保持部として機能する。
　以上の構成において、ＥＣＵ１００は、デジタルフィルタ１１２から電流異常信号が入力されることに応じて、ステッピングモータ駆動回路１０２にステッピングモータ４０への駆動を停止する制御信号を送出し、かかる制御信号が入力されたステッピングモータ駆動回路１０２は、ステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂへの通電を停止して、ステッピングモータ４０の駆動を停止する。
　なお、コンパレータ１０８及び１１０に入力される電圧信号に重畳される可能性のあるノイズ信号を除去するために、図４に示す変形例のように、コンパレータ１０８及び１１０における反転入力端子と非反転入力端子との間に、ノイズ除去用のキャパシタ素子Ｃを介在させて接続してもよい。
　また、ステッピングモータ駆動回路１０２は、図５に示すように、ＥＣＵ１００とは別体の集積回路として構成され、互いに積層等されながら、同一パッケージＰ内に収容されてもよい。特に、ステッピングモータ４０をステップ駆動する駆動部として機能するステッピングモータ駆動回路１０２において、ステッピングモータ４０を流れる電流を検出する電流検出部として機能する抵抗素子Ｒ１及びＲ２、ステッピングモータ４０を流れる電流の異常を検出する電流異常検出部として機能するコンパレータ１０８及び１１０、及びかかる電流異常信号がステッピングモータ４０の各励磁時間であるステップ駆動時間よりも短い時間で流れた場合には最終的な電流異常信号を出力せずに留保し、電流異常信号がステッピングモータ４０のステップ駆動時間より長い所定時間以上継続された場合に初めて最終的な電流異常信号を出力する電流異常信号保持部として機能するデジタルフィルタ１１２は、車種や仕様に応じた特殊性が高いものであるから、カスタムＩＣ化し、一方で、マイクロコンピュータであるＥＣＵ１００は、できるだけ構成を汎用化してコストメリットを出すことが好適である。よって、ステッピングモータ駆動回路１０２における少なくともかかる機能部をカスタムＩＣとして構成し、汎用化したＥＣＵ１００と共に、適宜積層して同一パッケージＰ内に搭載すると、必要な機能を確保しながら、低コスト化が図られると共に、構成もコンパクト化される。
〔電流異常検出処理〕
　次に、ステッピングモータ駆動回路１０２を用いた電流異常検出処理の流れについて、更に図６及び図７をも参照して、詳細に説明する。なお、かかる電流異常検出処理は、ＥＣＵ１００とステッピングモータ駆動回路１０２とが、協働して実行する処理である。
　図６は、本実施形態における電流異常検出処理の流れを示すフローチャートである。図７は、本実施形態における電流異常検出処理のタイムチャートであって、正常時の処理を示す。また、図８は、本実施形態における電流異常検出処理のタイムチャートであって、異常時の処理を示し、図７に対して、ステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂを流れる電流、つまりステッピングモータ駆動回路１０２のスイッチング素子群１０４及び１０６を流れる電流を抵抗素子Ｒ１及びＲ２を介して検出した検出電流が、ステッピングモータ４０の駆動の途中で０になることが相違している。なお、図７及び図８では、横軸は、時間ｔを示し、縦軸は、各信号に関しては電圧値、電流に関しては電流値、及びカウント値に関してはその値を、それぞれ対応して示す。
　図６に示すように、本実施形態における電流異常検出処理は、イグニッションスイッチＳＷがオンされて内燃機関１が始動され、ステッピングモータ４０における機械的な位相と電気的な位相とを整合させるタイミングに対応して開始されて、ステップＳ１の処理に進む。
　ステップＳ１では、ＥＣＵ１００からステッピングモータ駆動回路１０２に対して、スイッチング素子群１０４及び１０６を所定のオン／オフ動作させる制御信号（図７のＡ及び図８のＡに示す制御信号）が入力されることにより、ステッピングモータ４０に対して通電がなされて、ステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂが対応する励磁相で順次励磁され始める。よって、ステッピングモータ４０はステップ駆動を開始されて、ステッピングモータ４０のロッド部材４４が移動を開始し、これに伴って、アイドル回転数制御バルブ５０の開閉部材５２がバイパス通路３８を横切るように移動を開始する。そして、アイドル回転数制御バルブ５０の開閉部材５２は、その下面５２ａが、吸気管２２のバイパス通路３８の内面に設けられたストッパ面３８ａに当接するまで移動を継続していく。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、電流異常検出処理は次のステップＳ２に進む。
　ステップＳ２では、デジタルフィルタ１１２が、ステッピングモータ４０への通電が開始される時刻、つまりＥＣＵ１００からステッピングモータ駆動回路１０２に対してステッピングモータ４０への通電を開始するための制御信号がハイレベルに切り替わる時刻を起点として、その時点からの経過時間を計測するためのカウンタを始動させる。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、電流異常検出処理は次のステップＳ３に進む。
　ここで、より詳しくは、ステップＳ２では、図７のＡ及び図８のＡに示すように、時刻Ｔ１及びＴ３で、ＥＣＵ１００からステッピングモータ駆動回路１０２への制御信号が、ハイレベルに切り替えられているから、デジタルフィルタ１１２のカウンタがカウントを開始し得る時刻は、時刻Ｔ１等であるが、図７のＤ及び図８のＤにおいては、説明の便宜上、時刻Ｔ１からカウントを開始するものとしている。そして、この際、アイドル回転数制御バルブ５０の開閉部材５２は移動され続けているから、その下面５２ａが、吸気管２２のバイパス通路３８の内面に設けられたストッパ面３８ａに当接するようになり、ステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂを流れる電流値が減少して、ステッピングモータ駆動回路１０２のコンパレータ１０８及び１１０からデジタルフィルタ１１２に電流異常信号が入力され得る位置に到達していく。
　そして、実際に、アイドル回転数制御バルブ５０の開閉部材５２の下面５２ａが、吸気管２２のバイパス通路３８の内面に設けられたストッパ面３８ａに当接した場合には、図７のＢ及び図８のＢにおいて矢印ａで示すように、ステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂを流れる電流値が所定の閾値以下に減少する。よって、図７のＣにおける時刻ｔ１及び時刻ｔ２、並びに図８のＣにおける時刻ｔ１で示すように、ステッピングモータ駆動回路１０２のコンパレータ１０８及び１１０からデジタルフィルタ１１２にハイレベルの電流異常信号が入力されてくる。なお、図７のＣ及び図８のＣにおけるコンパレータの電流異常信号は、ステッピングモータ４０の駆動時におけるものを代表的に示す。
　更に、図８のＢに示す時刻ｔ３において、ステッピングモータ駆動回路１０２のスイッチング素子群１０４及び１０６に動作不能状態等が発生した場合にも、ステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂを流れる電流値が所定の閾値以下に減少するから、図８のＣにおける時刻ｔ１に加えて時刻ｔ３示すように、ステッピングモータ駆動回路１０２のコンパレータ１０８及び１１０からデジタルフィルタ１１２にハイレベルの電流異常信号が入力されてくることになる。
　ステップＳ３では、デジタルフィルタ１１２が、コンパレータ１０８及び１１０から入力される電流異常信号及びデジタルフィルタ１１２のカウンタのカウント値を参照して、電流異常信号が所定の閾値以下である状態が所定時間以上継続しているか否かを判別する。ここで、かかる所定時間とは、ステッピングモータ４０を通電させるためにＥＣＵ１００から出力されステッピングモータ駆動回路１０２に入力される制御信号がハイレベルとなっている時間、つまり図７のＡや図８のＡに示す時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの時間や時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの時間よりも長い予め設定された時間であり、その経過時点を図８のＤにおいて時刻ｔ４で示す。例えば、かかる制御信号のハイレベルの時間を５ｍｓとすれば、所定時間は８ｍｓに設定することができる。判別の結果、コンパレータ１０８及び１１０からの電流異常信号の電流値が所定値以下である状態が所定時間以上継続していない場合には、電流異常検出処理はステップＳ４に進む。一方で、コンパレータ１０８及び１１０からの電流異常信号の電流値が所定値以下である状態が所定時間以上継続している場合には、電流異常検出処理はステップＳ５に進む。
　ここで、より詳しくは、ステップＳ３では、電流異常信号が所定の閾値以下である状態が所定時間以上継続しているか否かを判別する際に、ＥＣＵ１００からステッピングモータ駆動回路１０２へ入力される制御信号がハイレベルからローレベルに切り替わる時刻Ｔ２において、図７のＢに示すように、ステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂを流れる検出電流値が所定の閾値を越えており、かつ、図７のＣに示すように、コンパレータ１０８及び１１０から入力される電流異常信号がローレベルである場合には、電流異常信号が所定の閾値以下である状態が所定時間以上継続しないことが明らかであるので、電流異常信号が所定の閾値以下である状態が所定時間以上継続していない正常な状態であると判別する。一方で、かかる時刻Ｔ２において、図８のＢに示すように、ステッピングモータ４０のステータ４０ａ及び４０ｂを流れる電流値が所定の閾値未満であって、図８のＣに示すように、コンパレータ１０８及び１１０から入力される電流異常信号がハイレベルになっている場合には、その状態が所定時間まで継続されるか判別し、継続される場合には、電流異常信号が所定の閾値以下の状態が所定時間以上継続した異常な状態であると判別する。なお、かかる場合で、所定時間まで継続されない場合には、電流異常検出処理はステップＳ４に進む。
　電流異常信号の電流値が所定値以下の状態が所定時間以上継続していない場合におけるステップＳ４では、図７のＤに示す時刻Ｔ２等で、デジタルフィルタ１１２が、そのカウンタのカウント値を０にリセットする。この際、図７のＥに示すように、デジタルフィルタ１１２の電流異常信号は、ハイレベルに維持されたままでＥＣＵ１００に入力される。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、電流異常検出処理は最初のステップＳ１に戻る。
　一方で、電流異常信号の電流値が所定値以下の状態が所定時間以上継続している場合におけるステップＳ５では、図８のＤに示す時刻ｔ４で、デジタルフィルタ１１２が、そのカウンタのカウント値を０にリセットする。この際、図８のＥに示すように、デジタルフィルタ１１２が、電力異常信号をローレベルに切り替えて、ＥＣＵ１００に出力する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、電流異常検出処理は次のステップＳ６に進む。
　ステップＳ６では、ＥＣＵ１００が、図８に示す時刻ｔ３等でステッピングモータ駆動回路１０２のスイッチング素子群１０４及び１０６に動作不能状態等が発生したと判断し、以降の処理におけるステッピングモータ駆動回路１０２への制御信号の入力を停止することによりステッピングモータ４０への通電動作を禁止すると共に、図示を省略する警告ランプを点灯する等してステッピングモータ４０の電流異常が発生した旨の警報を発する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、今回の一連の電流異常検出処理は終了する。
　以上の構成によれば、電流検出部により検出された電流値と所定の閾値とを比較し、電流値が所定の閾値以下である場合に電流異常信号を出力する電流異常検出部から、電流異常信号が所定時間以上継続して出力されているか否かを判別し、電流異常信号が所定時間以上継続して出力されている場合には電流異常信号を出力すると共に、電流異常信号が所定時間未満継続して出力された場合には電流異常信号を出力しない出力電流異常信号保持部を備え、マイクロコンピュータが、電流異常信号保持部から電流異常信号が入力されるのに応じて、駆動部への制御信号の出力を停止することにより、ステッピングモータを流れる電流異常をより正確に検出可能であって、不要にステッピングモータの駆動が停止されてしまうことを防止し得る内燃機関の制御装置を提供することができる。
　また、所定時間が、マイクロコンピュータから駆動部に入力される制御信号がハイレベルである時間に相当するものであるため、ステッピングモータが通電されて各励磁相で駆動される単位励磁時間以上にわたって、ステッピングモータを流れる電流が所定値以下となるような減少状態を示した場合に限り、その電流が異常であるとして、ステッピングモータの駆動を停止することができるものであり、ステッピングモータを流れる電流が異常であるという必要な場合にのみ、ステッピングモータの駆動を確実に停止することができる。
　また、所定時間の計時開始時点と、マイクロコンピュータから駆動部に入力される制御信号の入力時点と、が、略同じ時点であるものとして設定されているため、ステッピングモータを流れる電流が所定値以下となるような減少状態を示す時間を正確に測定することができ、不要にステッピングモータの駆動が停止されてしまうことを防止することができる。
　また、電流検出部と電流異常検出部との間に、電流検出部の出力信号に重畳されているノイズを除去するノイズ除去部を備えることにより、より正確にステッピングモータを流れる電流を検出することができ、不要にステッピングモータの駆動が停止されてしまうことを防止することができる。
　また、いわゆるカスタムＩＣ化するに好適な、少なくとも電流検出部、電流異常検出部及び電流異常信号保持部を、同一の集積回路内に配置してカスタムＩＣ化する一方で、各車種等を通じて汎用化することが好ましいＥＣＵ等のマイクロコンピュータを可能な限り汎用化して、これらを同一のパッケージ内に配置することにより、コンパクトな構成で、汎用性も確保しながら、必要な機能を盛り込んだ内燃機関の制御装置を提供することができる。
　なお、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
　以上のように、本発明においては、ステッピングモータを流れる電流異常をより正確に検出可能であって、不要にステッピングモータの駆動が停止されてしまうことを防止し得る内燃機関の制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から車両等の内燃機関に広範に適用され得るものと期待される。

Claims (5)

  1. 　内燃機関の吸気通路に配置されたスロットルバルブと、前記吸気通路に連通されて前記スロットルバルブを迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路を流れる空気流量を調整することにより前記内燃機関のアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御バルブと、前記アイドル回転数制御バルブを駆動するステッピングモータと、前記内燃機関全体の動作を制御するマイクロコンピュータと、を備える内燃機関の制御装置であって、
    　前記マイクロコンピュータから入力される制御信号に応じて前記ステッピングモータをステップ駆動する駆動部と、
    　前記駆動部を介して前記ステッピングモータに流れる電流を検出する電流検出部と、
    　前記電流検出部により検出された電流値と所定の閾値とを比較し、前記電流値が所定の閾値以下である場合に電流異常信号を出力する電流異常検出部と、
    　前記電流異常検出部から前記電流異常信号が所定時間以上継続して出力されているか否かを判別し、前記電流異常信号が所定時間以上継続して出力されている場合には電流異常信号を出力すると共に、前記電流異常信号が所定時間未満継続して出力された場合には電流異常信号を出力しない出力電流異常信号保持部と、を更に備え、
    　前記マイクロコンピュータは、前記電流異常信号保持部から前記電流異常信号が入力されるのに応じて、前記駆動部への制御信号の出力を停止することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 　前記所定時間は、前記マイクロコンピュータから前記駆動部に入力される前記制御信号がハイレベルである時間に相当することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 　前記所定時間の計時開始時点と、前記マイクロコンピュータから前記駆動部に入力される前記制御信号の入力時点と、が略同じ時点であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　更に、前記電流検出部と前記電流異常検出部との間に、前記電流検出部の出力信号に重畳されているノイズを除去するノイズ除去部を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 　少なくとも前記電流検出部、前記電流異常検出部及び前記電流異常信号保持部は、同一の集積回路内に配置され、前記集積回路と前記マイクロコンピュータとが、同一のパッケージ内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
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