(57)【要約】【課題】スロットルポジションセンサの出力電圧が許容範囲内の値を示すときでも、スロットルポジションセンサの異常を検出すること。【解決手段】スロットルバルブ３８ｖの開度を検知するスロットルポジションセンサ３８ｓの異常を検出するにあたって、ＥＣＵ５８は、スロットルポジションセンサ３８ｓの出力電圧を繰り返し取得してスロットルバルブ３８ｖの開速度を算出する。ＥＣＵ５８はまた、算出された開速度がエラー条件に合致するときドライバに向けて警告を発生する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブの開度を検知するスロットルポジションセンサの異常を検出する異常検出装置であって、
前記スロットルポジションセンサの出力を繰り返し取得して前記スロットルバルブの開速度を検出する検出手段、および
前記検出手段によって検出された開速度がエラー条件に合致するとき警告を発生する発生手段を備える、異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スロットルポジションセンサの異常検出装置に関し、特に、スロットルバルブの開度を検知するスロットルポジションセンサの異常を検出する、異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置の一例が、特許文献１に開示されている。この文献によれば、スロットルポジションセンサの出力が所定の許容範囲内の値を示すか否かに注目して、スロットルポジションセンサの異常判定が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２８１９６８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スロットルポジションセンサの異常は、スロットルポジションセンサの出力が許容範囲内の値を示す状況でも起こり得る。しかし、背景技術では、このような異常を検出することができない。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、スロットルポジションセンサの出力が許容範囲内の値を示すときでも、スロットルポジションセンサの異常を検出することができる、スロットルポジションセンサの異常検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る異常検出装置は、スロットルバルブの開度を検知するスロットルポジションセンサの異常を検出する異常検出装置であって、スロットルポジションセンサの出力を繰り返し取得してスロットルバルブの開速度を検出する検出手段、および検出手段によって検出された開速度がエラー条件に合致するとき警告を発生する発生手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
スロットルポジションセンサの出力はスロットルバルブの開度を示し、スロットルバルブの開速度は、スロットルポジションセンサの出力を繰り返し取得することで検出される。警告は、スロットルバルブの開速度がエラー条件に合致するときに発生する。これによって、スロットルポジションセンサの出力が許容範囲内の値を示すときでも、スロットルポジションセンサの異常を検出することができる。
【０００８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この実施例の車両の要部構成の一部を示すブロック図である。
【図２】この実施例の車両の要部構成の他の一部を示すブロック図である。
【図３】スロットルポジションセンサの構成の一例を示す回路部である。
【図４】スロットル開度（スロットルバルブの開度）とスロットルポジションセンサの出力電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図５】スロットル開度およびスロットル開速度（スロットルバルブの開速度）が横軸および縦軸にそれぞれ割り当てられかつＮＧゾーンがマッピングされた座標平面の一例を示す図解図である。
【図６】（Ａ）はスロットル開度の時間的変化の一例を示す波形図であり、（Ｂ）はスロットル開速度の時間的変化の一例を示す波形図である。
【図７】図１に示すＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１および図２を参照して、この実施例の車両１０は、３つの気筒１４１〜１４３を有する４ストローク型のエンジン（内燃機関）１２を動力源として備える。吸気管３２は、気筒１４１〜１４３の上流の位置で３つに分岐する。一方、排気管３６は、気筒１４１〜１４３の下流の位置で３つから１つに集約される。気筒１４１〜１４３の各々に設けられた燃焼室１６は、吸気弁１８を介して吸気管３２と接続され、排気弁２０を介して排気管３６と接続される。
【００１１】
吸気管３２の分岐点には、空気流量を平準化するためのサージタンク５０が設けられる。また、サージタンク５０よりも上流の位置には、大気から粉塵を分離するエアクリーナ３４と、アクセルペダル４６の踏力によって開度が調整される単一のスロットルユニット３８とが設けられる。さらに、サージタンク５０よりも下流の位置には、吸気管３２に燃料を噴射するべく気筒１４１〜１４３の各々に割り当てられた燃料噴射装置４８が設けられる。
【００１２】
吸気管３２にはまた、スロットルユニット３８を迂回するバイパス流路４０が接続される。また、バイパス流路４０には、ＩＳＣＶ(Idle Speed Control Valve)４２が設けられる。ＩＳＣＶ４２はモータ４４を駆動源とする電子開閉式のバルブであり、ＩＳＣＶ４２の開度はモータ４４の回転位置に応じて変化する。バイパス流路４０内の空気流量は、このようなＩＳＣＶ４２の開度に依存する。
【００１３】
一方、排気管３６の集約点よりも下流の位置には、触媒５６が収められたマフラー５４が設けられる。
【００１４】
イグニッションキー（図示せず）によってＩＧオン操作が行われると、ＥＣＵ５８は、エンジン１２を始動するべく図２に示すリレー６６をオンする。バッテリ６８の電力はオン状態のリレー６６を介してスタータ７０に供給され、スタータ７０はバッテリ６８の電力によってクランキングを実行する。これによって、エンジン１２が始動する。
【００１５】
アイドル状態では、スロットルバルブ３８ｖは閉じられている。エアクリーナ３４を経た吸入空気は、バイパス流路４０を経て燃焼室１６に供給される。バイパス流路４０内の空気流量つまりＩＳＣＶ４２の開度は、エンジン１２の回転数に基づいてフィードバック制御される。また、燃料噴射装置４８から噴射される燃料の量は、理論空燃比を示す混合気が生成されるように調整される。
【００１６】
スロットルバルブ３８ｖにはバネ（図示せず）が設けられており、アクセルペダル４６には、踏み込み方向と逆方向に向かう外力がバネによって付勢される。なお、バネ以外でも同様の効果を得る構造であってもよい。ドライバがこの外力を上回る踏力でアクセルペダル４６を踏み込むと、スロットルバルブ３８ｖが開かれる。ＥＣＵ５８は、スロットルバルブ３８ｖの開度をスロットルポジションセンサ３８ｓの出力電圧に基づいて検出し、検出された開度に基づいて吸入空気量を算出する。ＥＣＵ５８はさらに、算出された吸入空気量に対して理論空燃比が保たれるように、燃料噴射装置４８から噴射される燃料の量を調整する。
【００１７】
混合気は、吸気弁１８が開かれたときに燃焼室１６に供給される。供給された混合気は、コンロッド２４を介してクランクシャフト２６と結合されたピストン２２が上死点に達する直前に、点火プラグ３０によって点火される。ピストン２２は、混合気の爆発によって上下動し、これによってクランクシャフト２６が回転する。混合気を燃焼した後の空気つまり燃焼ガスは、排気弁２０が開かれたときに燃焼室１６から排出され、排気管３６およびマフラー５４を介して車両１０から排出される。
【００１８】
クランクシャフト２６にはフライホイール２８が装着され、クランクシャフト２６の回転数つまりエンジン１２の回転数のぶれはフライホイール２８によって抑制される。また、エンジン１２の回転数は、エンジン回転センサ５２によって検知される。
【００１９】
クランクシャフト２６の回転力は、図２に示すトランスミッション６０を介して、ドライブシャフト（図示せず）に伝達される。これによって、車両１０が前進または後進する。クランクシャフト２６の回転力はまた、ベルト６２を介してオルタネータ６４の回転軸６４ｓに伝達される。回転軸６４ｓの回転力は電力に変換され、変換された電力はバッテリ６８に蓄えられる。
【００２０】
スロットルポジションセンサ３８ｓは、図３に示すように構成される。図３によれば、抵抗Ｒ１の一方端子Ｔ１は電源Ｖｃｃ（＝たとえば５．０Ｖ）と接続され、抵抗Ｒ１の他方端子Ｔ２はアースと接続される。出力端子Ｔｏｕｔは抵抗Ｒ１と接続されるところ、接続位置はアクセルペダル４６の踏力に応じて移動する。この結果、出力電圧はたとえば４．５Ｖ〜０．５Ｖの間で変化する。
【００２１】
図４を参照して詳しく説明すると、出力電圧は、スロットル開度（＝スロットルバルブ３８ｖの開度）が０°のときに最低値である約０．５Ｖを示し、スロットル開度が増大するほど増大し、そしてスロットル開度が９０°のときに最大値である４．５Ｖを示す。
【００２２】
出力端子Ｔｏｕｔおよび一方端子Ｔ１の間の断線や、出力端子Ｔｏｕｔおよび他方端子Ｔ２の間の短絡などが生じると、出力電圧は０Ｖまで低下する。図４に示す０Ｖ〜０．５Ｖの範囲は、このような断線・短絡を検出するための範囲である。
【００２３】
ただし、出力電圧にノイズが重畳されるような異常現象が発生すると、実際のスロットル開度と出力電圧との間にずれが生じる（図６（Ａ）参照）。最悪のケースでは、スロットル開度の誤検出に起因してオーバランが発生する。
【００２４】
なお、ノイズの重畳にも関わらず出力電圧が０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲に収まる場合、ノイズの重畳という異常現象を出力電圧から検出することはできない。
【００２５】
そこで、この実施例では、図４に示すグラフおよび図５に示すマップをメモリ５８ｍに準備した上で、図７に示すフロー図に従う異常検出処理を数１０ミリ秒毎にＥＣＵ５８に実行させるようにしている。なお、このフロー図に対応する制御プログラムもまた、メモリ５８ｍに記憶される。
【００２６】
図５に示すマップについて説明すると、横軸にはスロットル開度が割り当てられ、縦軸にはスロットル開速度（＝スロットルバルブ３８ｖの開速度）が割り当てられる。また、ハッチングで示すゾーンは、スロットルポジションセンサ３８ｓの出力電圧が正常なときには取り得ない座標が分布するＮＧゾーンに相当する。
【００２７】
なお、ＮＧゾーンの輪郭線は、アクセルペダル４６の踏み込み方向と逆方向に外力を付勢するバネの定数および伸び量，スロットルユニット３８を構成する部品またはスロットルユニット３８に結合された部品の重さなどから求めた物理的限界速度に基づいて規定される。
【００２８】
図７を参照して、ステップＳ１では、スロットルポジションセンサ３８ｓの出力電圧を検出する。ステップＳ３では、ステップＳ１で検出された出力電圧を図４に示すグラフと照合してスロットル開度を算出する。ステップＳ５では、前回のステップＳ３の処理によって検出されたスロットル開度と今回のステップＳ３の処理によって検出されたスロットル開度とに基づいてスロットル開速度を算出する。
【００２９】
ステップＳ７では、ステップＳ３およびＳ５の処理によって得られたスロットル開度およびスロットル開速度が示す座標が図５にハッチングで示すＮＧゾーンに属するか否かを判別する。判別結果がＮＯであればそのまま今回の異常検出処理を終了する一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ９で変数ＣＮＴをインクリメントする。
【００３０】
ステップＳ１１では変数ＣＮＴが閾値ＴＨｓ（＝たとえば３０）に達したか否かを判別し、判別結果がＮＯであればそのまま今回の異常検出処理を終了する一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ１３でドライバに向けて警告を発生してから今回の異常検出処理を終了する。
【００３１】
したがって、スロットルポジションセンサ３８ｓの出力電圧が図６（Ａ）に示すように変化した場合、スロットル開速度は図６（Ｂ）に示すように算出できる。ここで、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す“Ａ”〜“Ｆ”は、図５に示す座標Ａ〜Ｆにそれぞれ対応する。
【００３２】
ＮＧゾーンに属する座標Ｃは、ノイズが重畳された時期に検出されたスロットルポジションセンサ３８ｓの出力電圧とスロットル開速度とによって示される座標である。これより、出力電圧が０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲に収まる場合でも、ノイズの重畳という異常現象を的確に検出できることが分かる。
【００３３】
以上の説明から分かるように、スロットルバルブ３８ｖの開度を検知するスロットルポジションセンサ３８ｓの異常を検出するにあたって、ＥＣＵ５８は、スロットルポジションセンサ３８ｓの出力電圧を繰り返し取得してスロットルバルブ３８ｖの開速度を算出する(S1~S5)。ＥＣＵ５８はまた、算出された開速度がエラー条件（＝開速度を含むパラメータ値がＮＧゾーンに収まる回数が閾値ＴＨｓに達するという条件）に合致するときドライバに向けて警告を発生する(S7~S13)。
【００３４】
これによって、スロットルポジションセンサ３８ｓの出力電圧が許容範囲内の値を示すときでも、スロットルポジションセンサ３８ｓの異常を検出することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  …車両
１２  …エンジン
１６  …燃焼室
３２  …吸気管
３６  …排気管
３８  …スロットルユニット
３８ｖ  …スロットルバルブ
３８ｓ  …スロットルポジションセンサ
５８  …ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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