JP3435886B2 - Throttle abnormality detection device for internal combustion engine - Google Patents
Throttle abnormality detection device for internal combustion engineInfo
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アクセルペダルの踏込
量に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開度
を制御する『電子スロットルシステム』と称するスロッ
トル制御システムにおけるスロットル異常を検出する内
燃機関のスロットル異常検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine which detects a throttle abnormality in a throttle control system called "electronic throttle system" for controlling a throttle valve opening by driving a DC motor according to the depression amount of an accelerator pedal. The present invention relates to a throttle abnormality detecting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電子スロットルシステムにおける
スロットル異常を検出する内燃機関のスロットル異常検
出装置に関連する先行技術文献としては、特表平4−5
02656号公報にて開示されたものが知られている。
このものでは、モータに供給される電流値を監視しその
電流値が所定領域以内ならば正常、所定領域を外れたと
きには何らかの異常であると判定し、フェイルセーフ動
作をする技術が示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a prior art document related to a throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine for detecting a throttle abnormality in an electronic throttle system, Japanese Patent Publication No. 4-5 is available.
The one disclosed in Japanese Patent No. 02656 is known.
In this technology, a technology for monitoring the current value supplied to the motor, determining that the current value is normal if the current value is within a predetermined area, and determining some abnormality when the current value is outside the predetermined area, and performing a fail-safe operation is shown. .
【0003】ここで、スロットル開度指令値の遷移に対
してスロットルバルブの実際のスロットル開度及びその
ときのDCモータに流れるモータ電流は図6に示すよう
に遷移する。即ち、DCモータが正常動作しているとき
であっても、回転起動時には大電流である突入電流が流
れ、回転停止時にはブレーキをかけるための逆回転方向
の大電流であるブレーキ電流が流れる。Here, with respect to the transition of the throttle opening command value, the actual throttle opening of the throttle valve and the motor current flowing through the DC motor at that time transit as shown in FIG. That is, even when the DC motor is operating normally, a large inrush current flows at the start of rotation, and a large brake current in the reverse rotation direction for applying a brake flows at the time of rotation stop.
【0004】そこで、従来技術では、突入電流やブレー
キ電流としての大電流をスロットル異常と誤判定しない
ように除外し、DCモータの回転停止時に流れる定常電
流のみを検出して判定するようにしている。これによ
り、スロットルバルブに異物が入り噛込んでしまった
り、スロットルバルブに燃料やオイルが付着して非常に
大きな負荷がかかってスロットルバルブが回転停止する
ような完全な固着状態を検出している。Therefore, in the prior art, a large current such as an inrush current or a brake current is excluded so as not to be erroneously determined to be a throttle abnormality, and only a steady current flowing when the rotation of the DC motor is stopped is detected and determined. . As a result, a completely stuck state is detected in which foreign matter has entered the throttle valve and is bitten, or fuel or oil has adhered to the throttle valve and a very large load is applied to stop the rotation of the throttle valve.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、スロットル
バルブが完全に固着せず、オイル等により粘性抵抗は大
きいがDCモータは何とか回転しているような初期段階
のスロットル異常の検出は不可能である。しかも、この
ときにはDCモータに中途半端に大電流が長時間流れ続
けることとなり徐々にモータ巻線温度が上昇し、やがて
DCモータが焼損してしまう可能性がある。By the way, it is impossible to detect the throttle abnormality in the initial stage where the throttle valve is not completely fixed and the DC motor is somehow rotating although the viscous resistance is large due to oil or the like. . Moreover, at this time, a large current continues to flow halfway through the DC motor for a long time, and the temperature of the motor winding gradually rises, which may eventually burn the DC motor.
【0006】また、スロットルバルブを全閉側等に常時
付勢しているリターンスプリングはスロットル異常のと
きにスロットルバルブを全閉側等に戻すという役目を担
っている。ところで、このスロットルバルブのリターン
スプリングが折損したときにはその付勢力がなくなるた
めDCモータに流れるモータ電流がその分だけ小さくな
るが、通常走行時等ではDCモータは常にスロットルバ
ルブを動かし続け、モータ電流は変動し続けており、こ
の状態でリターンスプリングの折損を検出することは不
可能である。Further, the return spring that constantly urges the throttle valve to the fully closed side or the like has a role of returning the throttle valve to the fully closed side or the like when the throttle is abnormal. By the way, when the return spring of the throttle valve is broken, the urging force is lost and the motor current flowing through the DC motor is reduced by that amount. However, during normal traveling, the DC motor keeps moving the throttle valve and the motor current is It continues to fluctuate, and it is impossible to detect breakage of the return spring in this state.
【0007】そこで、この発明は、かかる不具合を解決
するためになされたもので、電子スロットルシステムに
おけるスロットル異常をDCモータ動作中でも確実に検
出することができる内燃機関のスロットル異常検出装置
の提供を課題としている。Therefore, the present invention has been made in order to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide a throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine capable of surely detecting a throttle abnormality in an electronic throttle system even when a DC motor is operating. I am trying.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1にかかる内燃機
関のスロットル異常検出装置は、アクセルペダルの踏込
量に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開度
を制御するスロットル制御手段と、前記DCモータにか
かる負荷とを推定する負荷トルク推定手段と、前記負荷
トルク推定手段により推定された推定負荷トルクの所定
時間毎の変動量を検出する変動量検出手段と、前記変動
量検出手段で検出された前記推定負荷トルクの変動量に
基づいてスロットル異常を検出する異常検出手段とを具
備するものである。A throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine according to a first aspect of the present invention comprises a throttle control means for controlling a throttle valve opening by driving a DC motor according to the amount of depression of an accelerator pedal. Is it a DC motor ?
Load torque estimating means for estimating the load, and the load
A fluctuation amount detecting unit that detects a fluctuation amount of the estimated load torque estimated by the torque estimating unit for each predetermined time, and a throttle abnormality is detected based on the fluctuation amount of the estimated load torque detected by the fluctuation amount detecting unit. And an abnormality detecting means.
【0009】請求項2にかかる内燃機関のスロットル異
常検出装置は、請求項1の前記異常検出手段における前
記変動量が公称最大負荷トルクにより決まる所定値以上
となるとき前記スロットルバルブの固着であると判定す
るものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine, wherein the throttle valve is fixed when the variation amount in the abnormality detecting means of the first aspect exceeds a predetermined value determined by a nominal maximum load torque. It is a judgment.
【0010】請求項3にかかる内燃機関のスロットル異
常検出装置は、請求項1または請求項2の前記異常検出
手段における前記変動量が公称最小負荷トルクにより決
まる所定値以下となるとき前記スロットルバルブのリタ
ーンスプリングの折損であると判定するものである。In the throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine according to claim 3, the fluctuation amount in the abnormality detecting means according to claim 1 or 2 is determined by a nominal minimum load torque.
Circle is to determine that the breakage of the return spring of the throttle valve when a predetermined value or less.
【0011】[0011]
【作用】請求項1の内燃機関のスロットル異常検出装置
においては、スロットル制御手段でアクセルペダルの踏
込量に応じてDCモータが駆動されスロットルバルブの
開度が制御され、負荷トルク推定手段でDCモータにか
かる負荷トルクが推定され、その推定負荷トルクの所定
時間毎の変動量が変動量検出手段にて検出され、その変
動量に基づいて異常検出手段でスロットル異常が検出さ
れる。In the throttle abnormality detecting apparatus for the internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, the throttle control means drives the DC motor according to the depression amount of the accelerator pedal to control the opening of the throttle valve, and the load torque estimating means controls the DC motor. Nika
The load torque is estimated , and the variation amount of the estimated load torque at every predetermined time is detected by the variation amount detecting means, and the abnormality detecting means detects the throttle abnormality based on the variation amount.
【0012】請求項2の内燃機関のスロットル異常検出
装置の異常検出手段では、請求項1の作用に加えて、変
動量が公称最大負荷トルクにより決まる所定値以上とな
るときには、スロットルバルブの固着であると判定され
る。According to the abnormality detecting means of the throttle abnormality detecting device for the internal combustion engine of the second aspect, in addition to the operation of the first aspect, when the amount of fluctuation exceeds a predetermined value determined by the nominal maximum load torque , the throttle valve is stuck. It is determined that there is.
【0013】請求項3の内燃機関のスロットル異常検出
装置の異常検出手段では、請求項1または請求項2の作
用に加えて、変動量が公称最小負荷トルクにより決まる
所定値以下となるときには、スロットルバルブのリター
ンスプリングの折損であると判定される。In the abnormality detecting means of the throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine according to claim 3, in addition to the action of claim 1 or 2, the fluctuation amount is not more than a predetermined value determined by the nominal minimum load torque. When it becomes, it is determined that the return spring of the throttle valve is broken.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。EXAMPLES The present invention will be described below based on specific examples.
【0015】図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関
のスロットル制御装置の全体構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall construction of a throttle control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【0016】図1において、1は内燃機関であり、内燃
機関1には吸気通路2を通って空気が供給される。3は
スロットルバルブであり、スロットルバルブ3は吸気通
路2の途中に設けられ、このスロットルバルブ3にはス
ロットル開度を検出するスロットル開度センサ4が設け
られている。5はアクセルペダルであり、アクセルペダ
ル5にはアクセル開度を検出するアクセル開度センサ6
が設けられている。なお、7はスロットルバルブ3の全
閉位置を規制する全閉ストッパである。In FIG. 1, reference numeral 1 is an internal combustion engine, and air is supplied to the internal combustion engine 1 through an intake passage 2. A throttle valve 3 is provided in the middle of the intake passage 2, and a throttle opening sensor 4 for detecting the throttle opening is provided in the throttle valve 3. Reference numeral 5 denotes an accelerator pedal, and the accelerator pedal 5 has an accelerator opening degree sensor 6 for detecting an accelerator opening degree.
Is provided. Reference numeral 7 denotes a fully closed stopper that regulates the fully closed position of the throttle valve 3.
【0017】10はECU(Electronic Control Unit:
電子制御装置)であり、ECU10にはスロットル開度
センサ4からのスロットル開度信号TH 及びアクセルペ
ダル5からのアクセル開度信号Ap が入力されている。
12はアクチュエータとしてのDCモータであり、DC
モータ12にはECU10側から電流が供給される。ま
た、13はDCモータ12とスロットルバルブ3との間
に配設されるギヤ段であり、14はスロットルバルブ3
を全閉側に常時付勢するリターンスプリングである。Reference numeral 10 denotes an ECU (Electronic Control Unit:
The ECU 10 receives a throttle opening signal TH from the throttle opening sensor 4 and an accelerator opening signal Ap from the accelerator pedal 5 to the ECU 10.
12 is a DC motor as an actuator,
Electric current is supplied to the motor 12 from the ECU 10 side. Further, 13 is a gear stage arranged between the DC motor 12 and the throttle valve 3, and 14 is a throttle valve 3
Is a return spring that constantly biases the valve toward the fully closed side.
【0018】次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関
のスロットル制御装置の要部構成を示す図2を参照して
説明する。Next, a description will be given with reference to FIG. 2 showing a main configuration of a throttle control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【0019】図2において、アクセルペダル5の踏込量
に対応するアクセル開度センサ6からのアクセル開度信
号Ap 及びスロットルバルブ3のスロットル開度に対応
するスロットル開度センサ4からのスロットル開度信号
TH がA/D変換器10aでA/D変換されECU10
に入力される。これらの信号に応じてECU10からモ
ータ駆動回路11にPWM(Pulse Width Modulation:パ
ルス幅変調)信号が出力される。そして、モータ駆動回
路11からDCモータ12に電流が流され、DCモータ
12が動作されギヤ段13を介してスロットルバルブ3
が開閉される。このとき、モータ駆動回路11からDC
モータ12に供給されるモータ電流IMが電流検出回路
15で検出され、そのモータ電流IM がA/D変換器1
0aでA/D変換されECU10に入力される。In FIG. 2, an accelerator opening signal Ap from the accelerator opening sensor 6 corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 5 and a throttle opening signal from the throttle opening sensor 4 corresponding to the throttle opening of the throttle valve 3. TH is A / D converted by the A / D converter 10a and the ECU 10
Entered in. According to these signals, the ECU 10 outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal to the motor drive circuit 11. Then, a current is passed from the motor drive circuit 11 to the DC motor 12, the DC motor 12 is operated, and the throttle valve 3 is operated via the gear stage 13.
Is opened and closed. At this time, DC from the motor drive circuit 11
The motor current IM supplied to the motor 12 is detected by the current detection circuit 15, and the motor current IM is detected by the A / D converter 1.
It is A / D converted at 0a and input to the ECU 10.
【0020】次に、一般的な数学モデルを示す図3を参
照し、DCモータ12のモータ角速度等の算出について
説明する。なお、Sはラプラス演算子である。Next, calculation of the motor angular velocity of the DC motor 12 will be described with reference to FIG. 3 showing a general mathematical model. Note that S is a Laplace operator.
【0021】図3において、DCモータ12が発生する
トルクTM は次式(1)にて表される。ここで、Kt は
DCモータ12のトルク定数〔kgf・cm/A〕、IM は
DCモータ12に入力されるモータ電流〔A〕である。In FIG. 3, the torque TM generated by the DC motor 12 is expressed by the following equation (1). Here, Kt is a torque constant [kgf · cm / A] of the DC motor 12, and IM is a motor current [A] input to the DC motor 12.
【0022】[0022]
【数1】
TM =Kt ×IM ・・・(1)
また、実際にDCモータ12が回転するために使われた
実行トルクTP は次式(2)にて表される。ここで、J
はDCモータ12のイナーシャ〔kg・cm2 〕、ωはDC
モータ12のモータ角速度〔rad /sec 〕である。## EQU1 ## TM = Kt × IM (1) Further, the actual torque TP used for actually rotating the DC motor 12 is expressed by the following equation (2). Where J
Is the inertia of the DC motor 12 [kg · cm 2 ], ω is DC
It is a motor angular velocity [rad / sec] of the motor 12.
【0023】[0023]
【数2】
TP =J×(dω/dt) ・・・(2)
したがって、(1),(2)式よりDCモータ12の負
荷トルクTL は次式(3)にて表される。なお、負荷ト
ルクTL に関連する要素としては、リターンスプリング
14の付勢力、摩擦(静摩擦、動摩擦、粘性摩擦)、ス
ロットルバルブ3を流れる空気のトルク、スロットルバ
ルブ3のイナーシャ等が挙げられる。## EQU2 ## TP = J.times. (D.omega./dt) (2) Therefore, the load torque TL of the DC motor 12 is expressed by the following equation (3) from the equations (1) and (2). Elements related to the load torque TL include the biasing force of the return spring 14, friction (static friction, dynamic friction, viscous friction), torque of air flowing through the throttle valve 3, inertia of the throttle valve 3, and the like.
【0024】[0024]
【数3】
TL =TM −TP =Kt ×IM −J×(dω/dt) ・・・(3)
ここで、DCモータ12のトルク定数Kt 及びイナーシ
ャJはDCモータ12に固有の値であり既知であるた
め、モータ電流IM 及びモータ角速度ω(スロットルバ
ルブ3のスロットル開度の微分)を求めることで(3)
式の負荷トルクTL の推定が可能である。しかし、実際
には、DCモータ12のトルク定数Kt 及びイナーシャ
Jには製造上、温度による変化、経時変化等のばらつき
があり推定値には誤差が含まれている。そこで、この負
荷トルクTL を周期的(例えば、10秒毎)に推定しそ
の差分をとれば、これらのばらつきはキャンセルされ負
荷トルク変動量ΔTL が推定でき、次式(4)のように
表される。なお、製造上のばらつきは同一個体内では一
定値であり、温度・経時変化の時定数は数分〜年であ
る。TL = TM-TP = Kt * IM-J * (dω / dt) (3) where the torque constant Kt and inertia J of the DC motor 12 are values specific to the DC motor 12. Since it is known, by obtaining the motor current IM and the motor angular velocity ω (differentiation of the throttle opening of the throttle valve 3) (3)
The load torque TL in the equation can be estimated. However, in practice, the torque constant Kt and the inertia J of the DC motor 12 have variations due to changes in temperature, changes with time, and the like due to manufacturing, so the estimated values include errors. Therefore, if this load torque TL is estimated periodically (for example, every 10 seconds) and the difference is taken, these variations can be canceled and the load torque fluctuation amount ΔTL can be estimated, which is expressed by the following equation (4). It The manufacturing variation is a constant value within the same individual, and the temperature / time-dependent time constant is several minutes to years.
【0025】[0025]
【数4】
ΔTL =TLn−TLn-1 ・・・(4)
ところで、もしスロットルバルブ3が固着すると推定負
荷トルクTL の値が非常に大きな値となり大きなトルク
変動量(正の値)となって現れる。また、リターンスプ
リング14が折損すると推定負荷トルクTL の値が非常
に小さな値となり大きなトルク変動量(負の値)となっ
て現れる。そこで、負荷トルク変動量ΔTL が|ΔTL
|≧KW を満足するか否かの判定条件を用いれば、スロ
ットル異常の検出が可能となる。ここで、KW は公称最
大負荷トルクにより決まるスロットル異常判定定数、−
KW は公称最小負荷トルクにより決まるスロットル異常
判定定数である。## EQU00004 ## .DELTA.TL = TLn-TLn-1 (4) By the way, if the throttle valve 3 gets stuck, the estimated load torque TL becomes a very large value and a large torque fluctuation amount (a positive value). appear. Further, when the return spring 14 is broken, the value of the estimated load torque TL becomes a very small value and appears as a large torque fluctuation amount (negative value). Therefore, the load torque fluctuation amount ΔTL is | ΔTL
Throttle abnormality can be detected by using the condition for determining whether or not | ≧ KW is satisfied. Here, KW is a throttle abnormality determination constant determined by the nominal maximum load torque, −
KW is a throttle abnormality determination constant determined by the nominal minimum load torque.
【0026】次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関
のスロットル異常検出装置で使用されているECU10
の処理手順を図4のフローチャートに基づいて説明す
る。Next, the ECU 10 used in the throttle abnormality detecting device for the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention.
The processing procedure of is described with reference to the flowchart of FIG.
【0027】まず、ステップS101で、前回の判定か
らT1 時間(1ms〜4ms程度)が経過しているかが
判定される。ステップS101の判定条件が成立しない
ときには、本ルーチンを終了する。一方、ステップS1
01の判定条件が成立するときには、ステップS102
に移行し、時刻nにおけるスロットルバルブ3のスロッ
トル開度TH をA/D変換した値θn が求められる。次
にステップS103に移行して、スロットルバルブ3の
スロットル開度TH をA/D変換した今回値θn と前回
値θn-1 との差分からDCモータ12のモータ角速度ω
n が求められる。次にステップS104に移行して、今
回のモータ角速度ωn と前回値ωn-1 との差分からDC
モータ12のモータ角加速度Δωn が求められる。First, in step S101, it is determined whether T1 time (about 1 ms to 4 ms) has elapsed from the previous determination. When the determination condition of step S101 is not satisfied, this routine is ended. On the other hand, step S1
When the determination condition of 01 is satisfied, step S102
Then, the value θn obtained by A / D converting the throttle opening TH of the throttle valve 3 at time n is obtained. Next, in step S103, the motor angular velocity ω of the DC motor 12 is calculated from the difference between the current value θn and the previous value θn-1 obtained by A / D converting the throttle opening TH of the throttle valve 3.
n is required. Next, the process proceeds to step S104, and DC is calculated from the difference between the current motor angular velocity ωn and the previous value ωn-1.
The motor angular acceleration Δωn of the motor 12 is obtained.
【0028】次にステップS105に移行して、時刻n
におけるモータ電流IM をA/D変換した値IMnが求め
られる。次にステップS106に移行して、ステップS
104で求められたモータ角加速度Δωn 及びステップ
S105で求められたモータ電流IMnを(3)式に代入
してDCモータ12の推定負荷トルクTLnが次式(5)
に示すように求められる。Next, the process proceeds to step S105, where time n
A value IMn obtained by A / D converting the motor current IM at Then, the process proceeds to step S106, and step S
Substituting the motor angular acceleration Δωn obtained in step 104 and the motor current IMn obtained in step S105 into the equation (3), the estimated load torque TLn of the DC motor 12 is given by the following equation (5).
Is required as shown in.
【0029】[0029]
【数5】
TLn=Kt ×IMn−J×Δωn ・・・(5)
次にステップS107に移行して、ステップS106で
求められた時刻nにおける推定負荷トルクTLnと10秒
前の推定負荷トルクTL10sとの差分から負荷トルク変動
量ΔTLnが求められる。次にステップS108に移行し
て、負荷トルク変動量ΔTLnが公称最大負荷トルクによ
り決まるスロットル異常判定定数KW 以上であるかが判
定される。ステップS108の判定条件が成立するとき
には、スロットルバルブ3が何らかの理由で固着状態に
陥ったとして、ステップS109に移行し、スロットル
バルブ3の固着警告表示を行ったのち、ステップS11
0に移行し、DCモータ12への通電が停止され、本ル
ーチンを終了する。このときには、図5に示すように、
リターンスプリング14の付勢力がスロットルバルブ3
に作用し、強制的に全閉ストッパ7に当接するまで引張
られ、スロットルバルブ3のスロットル開度は全閉位置
となる。TLn = Kt × IMn−J × Δωn (5) Next, the process proceeds to step S107, and the estimated load torque TLn at time n obtained in step S106 and the estimated load torque TL10s 10 seconds before are calculated. The load torque fluctuation amount ΔTLn is obtained from the difference between Next, in step S108, it is determined whether the load torque variation amount ΔTLn is equal to or greater than the throttle abnormality determination constant KW determined by the nominal maximum load torque. If the determination condition of step S108 is satisfied, it is determined that the throttle valve 3 has become stuck for some reason, and the process proceeds to step S109 to display a sticking warning of the throttle valve 3 and then to step S11.
The operation proceeds to 0, the power supply to the DC motor 12 is stopped, and this routine ends. At this time, as shown in FIG.
The biasing force of the return spring 14 is the throttle valve 3
And is forcibly pulled until it comes into contact with the fully closed stopper 7, and the throttle opening of the throttle valve 3 becomes the fully closed position.
【0030】一方、ステップS108の判定条件が成立
しないときには、ステップS111に移行し、負荷トル
ク変動量ΔTLnが公称最小負荷トルクにより決まるスロ
ットル異常判定定数−KW 以下であるかが判定される。
ステップS111の判定条件が成立するときには、スロ
ットルバルブ12を全閉側に戻すためのリターンスプリ
ング14が折損したとして、ステップS112に移行
し、リターンスプリング折損警告表示を行い、本ルーチ
ンを終了する。一方、ステップS111の判定条件が成
立せず、即ち、−KW <ΔTLn<KW であるならばスロ
ットル異常なしとして、本ルーチンを終了する。このよ
うな処理により、DCモータ12が動作中であっても常
時スロットルバルブ3の異常を検出することが可能とな
る。On the other hand, when the determination condition of step S108 is not satisfied, the routine proceeds to step S111, where it is determined whether the load torque fluctuation amount ΔTLn is less than or equal to the throttle abnormality determination constant −KW determined by the nominal minimum load torque.
When the determination condition of step S111 is satisfied, it is determined that the return spring 14 for returning the throttle valve 12 to the fully closed side is broken, the process proceeds to step S112, a return spring breakage warning is displayed, and this routine is ended. On the other hand, if the determination condition of step S111 is not satisfied, that is, if -KW <ΔTLn <KW, it is determined that there is no throttle abnormality, and this routine ends. By such processing, it becomes possible to always detect the abnormality of the throttle valve 3 even when the DC motor 12 is operating.
【0031】このように、本実施例の内燃機関のスロッ
トル異常検出装置は、アクセルペダル5の踏込量に応じ
てDCモータ12を駆動しスロットルバルブ3の開度を
制御するECU10にて達成されるスロットル制御手段
と、DCモータ12にかかる負荷トルクを推定するEC
U10にて達成される負荷トルク推定手段と、前記負荷
トルク推定手段により推定された推定負荷トルクTL の
所定時間10秒毎の負荷トルク変動量ΔTL を検出する
ECU10にて達成される変動量検出手段と、前記変動
量検出手段で検出された推定負荷トルクTL の負荷トル
ク変動量ΔTLに基づいてスロットル異常を検出するE
CU10にて達成される異常検出手段とを具備するもの
であり、これを請求項1の実施例とすることができる。As described above, the throttle abnormality detecting apparatus for the internal combustion engine of this embodiment is achieved by the ECU 10 which controls the opening degree of the throttle valve 3 by driving the DC motor 12 according to the depression amount of the accelerator pedal 5. EC for estimating the load torque applied to the throttle motor and the DC motor 12
Load torque estimation means achieved in U10, and the load
A fluctuation amount detecting means achieved by the ECU 10 for detecting the load torque fluctuation amount ΔTL of the estimated load torque TL estimated by the torque estimating means for each predetermined time of 10 seconds, and the estimated load torque detected by the fluctuation amount detecting means. E to detect a throttle abnormality based on the load torque fluctuation amount ΔTL of TL
The CU 10 is provided with an abnormality detecting means, which can be the embodiment of claim 1.
【0032】したがって、スロットル制御手段でアクセ
ルペダル5の踏込量に応じてDCモータ12が駆動され
スロットルバルブ3の開度が制御され、負荷トルク推定
手段でそのDCモータ12にかかる負荷トルクが推定さ
れ、その推定された推定負荷トルクTL の所定時間10
秒毎の負荷トルク変動量ΔTL が変動量検出手段にて検
出され、その負荷トルク変動量ΔTL に基づいて異常検
出手段でスロットル異常が検出される。故に、電子スロ
ットルシステムにおけるスロットル異常をDCモータが
動作中でも確実に検出することができ、スロットル異常
時の素早い処置が可能となる。Therefore, the throttle control means drives the DC motor 12 in accordance with the depression amount of the accelerator pedal 5 to control the opening of the throttle valve 3, and the load torque estimating means applies a load to the DC motor 12 . The torque is estimated, and the estimated load torque TL is estimated for a predetermined time 10
The load torque fluctuation amount ΔTL for each second is detected by the fluctuation amount detection means, and the abnormality detection means detects the throttle abnormality based on the load torque fluctuation amount ΔTL. Therefore, the throttle abnormality in the electronic throttle system can be reliably detected even while the DC motor is operating, and quick action can be taken when the throttle abnormality occurs.
【0033】また、本実施例の内燃機関のスロットル異
常検出装置におけるECU10にて達成される異常検出
手段は、前記変動量が公称最大負荷トルクにより決まる
所定値以上となるときスロットルバルブ3の固着である
と判定するものであり、これを請求項2の実施例とする
ことができる。Further, the abnormality detecting means achieved by the ECU 10 in the throttle abnormality detecting apparatus for the internal combustion engine according to the present embodiment is such that the throttle valve is used when the fluctuation amount becomes a predetermined value or more determined by the nominal maximum load torque. It is determined to be the fixation of No. 3, and this can be the embodiment of claim 2.
【0034】したがって、異常検出手段では変動量が所
定値以上、即ち、DCモータに対する負荷トルク変動量
が公称最大負荷トルクにより決まる異常判定定数よりも
大きくなるときには、スロットルバルブの固着であると
判定される。このため、電子スロットルシステムにおけ
るスロットルバルブの完全な固着状態であるスロットル
異常をDCモータの動作中に確実に検出できることに加
え、所定値を適当に設定することで完全固着する以前の
初期段階からの不安定な挙動を検出してDCモータの焼
損を防止することも可能となる。Therefore, in the abnormality detecting means, when the fluctuation amount is equal to or larger than the predetermined value, that is, the load torque fluctuation amount with respect to the DC motor becomes larger than the abnormality judgment constant determined by the nominal maximum load torque, it is judged that the throttle valve is stuck. It Therefore, in addition to being able to reliably detect a throttle abnormality, which is a completely fixed state of the throttle valve in the electronic throttle system, during the operation of the DC motor, it is possible to set the predetermined value appropriately to prevent the throttle valve from being completely fixed from the initial stage. It is also possible to detect unstable behavior and prevent burning of the DC motor.
【0035】そして、本実施例の内燃機関のスロットル
異常検出装置におけるECU10にて達成される異常検
出手段は、前記変動量が公称最小負荷トルクにより決ま
る所定値以下となるときスロットルバルブ3のリターン
スプリング14の折損であると判定するものであり、こ
れを請求項3の実施例とすることができる。In the abnormality detecting means achieved by the ECU 10 in the throttle abnormality detecting apparatus for the internal combustion engine of this embodiment, the fluctuation amount is determined by the nominal minimum load torque.
That when equal to or less than a predetermined value are those determined to be the breakage of the return spring 14 of the throttle valve 3 can be the same as the embodiment of claim 3.
【0036】したがって、異常検出手段では変動量が所
定値以下、即ち、DCモータに対する負荷トルク変動量
が公称最小負荷トルクにより決まる異常判定定数よりも
小さくなるときには、スロットルバルブのリターンスプ
リングの折損であると判定される。このため、電子スロ
ットルシステムにおけるスロットルバルブのリターンス
プリングの折損であるスロットル異常をDCモータの動
作中に確実に検出できる。Therefore, in the abnormality detecting means, when the variation amount is less than the predetermined value, that is, when the variation amount of the load torque for the DC motor is smaller than the abnormality determination constant determined by the nominal minimum load torque, the return spring of the throttle valve is broken. Is determined. Therefore, the throttle abnormality, which is the breakage of the return spring of the throttle valve in the electronic throttle system, can be reliably detected during the operation of the DC motor.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の内燃機
関のスロットル異常検出装置によれば、スロットル制御
手段でアクセルペダルの踏込量に応じてDCモータが駆
動されスロットルバルブの開度が制御され、負荷トルク
推定手段でDCモータにかかる負荷トルクが推定され、
その推定負荷トルクの所定時間毎の変動量が変動量検出
手段にて検出され、その変動量に基づいて異常検出手段
でスロットル異常が検出される。これにより、電子スロ
ットルシステムにおけるスロットル異常をDCモータが
動作中でも確実に検出することができ、スロットル異常
に対して素早い処置を実施することができる。As described above, according to the throttle abnormality detecting device for the internal combustion engine of the first aspect, the throttle control means drives the DC motor according to the depression amount of the accelerator pedal to control the opening of the throttle valve. And load torque
The estimation means estimates the load torque applied to the DC motor,
The variation amount of the estimated load torque for each predetermined time is detected by the variation amount detecting means, and the abnormality of the throttle is detected by the abnormality detecting means based on the variation amount. As a result, a throttle abnormality in the electronic throttle system can be reliably detected even when the DC motor is operating, and quick action can be taken against the throttle abnormality.
【0038】請求項2の内燃機関のスロットル異常検出
装置によれば、請求項1の効果に加えて、異常検出手段
で変動量が公称最大負荷トルクにより決まる所定値以上
となるときには、スロットルバルブの固着であると判定
される。これにより、電子スロットルシステムにおける
スロットルバルブの完全な固着状態であるスロットル異
常をDCモータの動作中に確実に検出することができ
る。また、所定値を適当に設定することで完全固着する
以前の初期段階からの不安定な挙動を検出してDCモー
タの焼損を防止することもできる。According to the throttle abnormality detecting device for the internal combustion engine of the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, when the variation amount in the abnormality detecting means exceeds a predetermined value determined by the nominal maximum load torque , the throttle valve It is determined to be fixed. As a result, it is possible to reliably detect the throttle abnormality, which is the completely fixed state of the throttle valve in the electronic throttle system, during the operation of the DC motor. Further, by properly setting the predetermined value, it is possible to detect an unstable behavior from the initial stage before complete fixation and prevent the DC motor from burning.
【0039】請求項3の内燃機関のスロットル異常検出
装置によれば、請求項1または請求項2の効果に加え
て、異常検出手段で変動量が公称最小負荷トルクにより
決まる所定値以下となるときには、スロットルバルブの
リターンスプリングの折損であると判定される。これに
より、電子スロットルシステムにおけるスロットルバル
ブのリターンスプリングの折損であるスロットル異常を
DCモータの動作中に確実に検出することができる。According to the throttle abnormality detecting apparatus for the internal combustion engine of the third aspect, in addition to the effect of the first or second aspect, the variation amount by the abnormality detecting means depends on the nominal minimum load torque.
When determined equal to or less than a predetermined value is determined to be the breakage of a return spring of the throttle valve. Accordingly, it is possible to reliably detect the throttle abnormality, which is the breakage of the return spring of the throttle valve in the electronic throttle system, during the operation of the DC motor.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】 図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
スロットル異常検出装置の全体構成を示す概略図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【図2】 図2は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
スロットル異常検出装置の要部構成を示すブロック図で
ある。FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【図3】 図3は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
スロットル異常検出装置で用いられるDCモータの一般
的な数学モデルを示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a general mathematical model of a DC motor used in a throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【図4】 図4は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
スロットル異常検出装置で使用されているECUの処理
手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of an ECU used in the throttle abnormality detecting device for the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention.
【図5】 図5は本発明の一実施例にかかる内燃機関の
スロットル異常検出装置でスロットル異常が検出されD
Cモータへの通電が停止されたときの状態を示す説明図
である。FIG. 5 is a diagram showing that a throttle abnormality is detected by the throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
It is explanatory drawing which shows the state when electricity supply to a C motor is stopped.
【図6】 図6は従来の電子スロットルシステムで正常
時に検出されるモータ電流をスロットル開度指令値及び
実際のスロットル開度と関連させて示すタイムチャート
である。FIG. 6 is a time chart showing a motor current detected during normal operation in a conventional electronic throttle system in association with a throttle opening command value and an actual throttle opening.
1 内燃機関 3 スロットルバルブ 4 スロットル開度センサ 5 アクセルペダル 6 アクセル開度センサ 10 ECU(電子制御装置) 12 DCモータ 1 Internal combustion engine 3 Throttle valve 4 Throttle opening sensor 5 accelerator pedal 6 Accelerator position sensor 10 ECU (electronic control unit) 12 DC motor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 45/00 314 F02D 45/00 314H (72)発明者 野々山 和賢 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−146977(JP,A) 特開 平7−4296(JP,A) 特開 平6−311774(JP,A) 特開 平6−213049(JP,A) 特開 平3−31529(JP,A) 特開 平2−256839(JP,A) 特表 平4−502656(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/22 310 F02D 9/02 351 F02D 11/10 F02D 45/00 314 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02D 45/00 314 F02D 45/00 314H (72) Inventor Kazunori Nonoyama 1-chome, Showa-cho, Kariya city, Aichi Japan Denso Co., Ltd. (56) References JP-A-6-146977 (JP, A) JP-A-7-4296 (JP, A) JP-A-6-311774 (JP, A) JP-A-6-213049 (JP, A) JP-A-3-31529 (JP, A) JP-A-2-256839 (JP, A) JP-A-4-502656 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F02D 41/22 310 F02D 9/02 351 F02D 11/10 F02D 45/00 314
Claims (3)
ータを駆動しスロットルバルブの開度を制御するスロッ
トル制御手段と、 前記DCモータにかかる負荷トルクを推定する負荷トル
ク推定手段と、 前記負荷トルク推定手段により推定された推定負荷トル
クの所定時間毎の変動量を検出する変動量検出手段と、 前記変動量検出手段で検出された前記推定負荷トルクの
変動量に基づいてスロットル異常を検出する異常検出手
段とを具備することを特徴とする内燃機関のスロットル
異常検出装置。1. A throttle control means for controlling a throttle valve opening by driving a DC motor according to a depression amount of an accelerator pedal, and a load torque controller for estimating a load torque applied to the DC motor.
And an estimated load torque estimated by the load torque estimating means.
A variation amount detecting means for detecting the amount of change per predetermined time of the click, and an abnormality detecting means for detecting a throttle abnormality based on <br/> variation of the estimated load torque detected by said variation detecting means A throttle abnormality detection device for an internal combustion engine, comprising:
最大負荷トルクにより決まる所定値以上となるとき前記
スロットルバルブの固着であると判定することを特徴と
する請求項1に記載の内燃機関のスロットル異常検出装
置。2. The abnormality detecting means is configured so that the fluctuation amount is nominal.
The throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein it is determined that the throttle valve is stuck when the value exceeds a predetermined value determined by the maximum load torque .
最小負荷トルクにより決まる所定値以下となるとき前記
スロットルバルブのリターンスプリングの折損であると
判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記
載の内燃機関のスロットル異常検出装置。3. The abnormality detecting means is configured so that the fluctuation amount is nominal.
The throttle abnormality detecting device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein it is determined that the return spring of the throttle valve is broken when it becomes a predetermined value or less determined by the minimum load torque .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07118895A JP3435886B2 (en) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | Throttle abnormality detection device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07118895A JP3435886B2 (en) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | Throttle abnormality detection device for internal combustion engine |
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---|---|
JPH08270487A JPH08270487A (en) | 1996-10-15 |
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ID=13453444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP07118895A Expired - Fee Related JP3435886B2 (en) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | Throttle abnormality detection device for internal combustion engine |
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JP7127558B2 (en) * | 2019-01-25 | 2022-08-30 | トヨタ自動車株式会社 | internal combustion engine cooling system |
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1995
- 1995-03-29 JP JP07118895A patent/JP3435886B2/en not_active Expired - Fee Related
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