(57)【要約】【課題】スロットル位置を検知しながらエンジン回転数フィードバック制御を行う電子ガバナシステムについて、スロットル位置センサが故障した場合でもエンジン回転数制御を継続してフェイルセーフ機能を発揮できるようにする。【解決手段】スロットルアクチュエータ１３で駆動するスロットルバルブ３２及びスロットル位置センサ１４を有する電子制御スロットル３０と、クランク角度センサ１２と、スロットル位置センサ１４及びクランク角度センサ１２による出力信号に基づきスロットルバルブ３２を開閉操作してエンジン回転数フィードバック制御を行う電子制御ユニット１０Ａとを備えた電子ガバナシステム１Ａにおいて、その電子制御ユニット１０Ａがスロットル位置センサ１４の故障を検知可能とされ、故障を検知することでクランク角度センサ１２による出力信号に基づいた故障時用のエンジン回転数フィードバック制御に切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータ駆動式のスロットルバルブおよびスロットル位置センサを有する電子制御スロットルと、エンジン回転数センサと、前記スロットル位置センサによる出力信号及び前記エンジン回転数センサによる出力信号に基づきエンジン運転状態に応じて前記スロットルバルブを開閉操作して目標エンジン回転数を維持する方向でフィードバック制御を行う制御装置とを備えた電子ガバナシステムにおいて、前記制御装置は、前記スロットル位置センサによる出力信号から該スロットル位置センサの故障を検知可能であり、前記故障を検知した場合に前記エンジン回転数センサによる出力信号に基づいた故障時用のエンジン回転数フィードバック制御に切り替えることを特徴とする電子ガバナシステム。
【請求項２】
前記故障時用のエンジン回転数フィードバック制御が、正常時用とは異なるフィードバック制御用プログラムまたは正常時用の少なくとも一方とは異なるフィードバック制御用ゲインパラメータを用いて行われることを特徴とする請求項１に記載した電子ガバナシステム。
【請求項３】
システム内に故障通知手段を備えており、前記制御装置が前記スロットル位置センサの故障を検知した場合に、前記故障通知手段で運転者に故障の発生または故障箇所の少なくとも一方を通知することを特徴とする請求項１または２に記載した電子ガバナシステム。
【請求項４】
前記電子制御スロットル用の制御プログラムが格納され、請求項１，２または３に記載した電子ガバナシステムに配設されて前記システムにおける制御内容を実行することを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気系に設置されたスロットルバルブを制御装置で開閉操作して、目標エンジン回転数を維持する電子ガバナシステム及びその制御装置に関し、殊に、電子ガバナシステムにおけるスロットル位置センサ故障時に、フェイルセーフ制御機能を発揮する電子ガバナシステム及びその制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スロットルバルブを運転者のアクセル操作で機械的に開閉動作させる代わりに電子制御装置で開閉操作してエンジン回転数を制御する電子ガバナシステムが近年普及しており、例えば特開平５−２４００７３号公報に記載され、後述する本発明の電子ガバナシステム１Ａとハード構成が共通している図１に示すような電子ガバナシステム１Ｂが周知である。
【０００３】
この電子ガバナシステム１Ｂでは、制御対象であるエンジン２が電子制御ユニット（電子制御装置）１０Ｂにより様々な制御を受けるようになっており、エンジン２の吸気通路に配設された電子制御スロットル（電子ガバナ）３０に内蔵されたスロットルバルブ３２の位置（開度）を調節することにより、吸入空気量を変化させてエンジン回転数を一定に保つ機能を発揮する。
【０００４】
この電子制御ユニット１０Ｂは、エンジン２のクランク軸側に設けたクランク角度センサ（エンジン回転数センサ）１２によるエンジン回転数信号に加え、電子制御スロットル３０内に装着されたスロットル位置センサ１４の出力信号を主な入力情報として演算した結果に基づいて、電子制御スロットル３０内に設けたスロットルアクチュエータ１３を駆動操作することにより、吸入空気量を調整してエンジン２の回転数制御を行っている。
【０００５】
図４は、その電子制御スロットル３０を簡略化して空気吸入側より見た構成を示すものであり、空気通路となるボア３１には、バタフライ型のスロットルバルブ３２が配設され、これに接続されたスロットルシャフト３３が９０°の範囲で軸周りに回動することにより、ボア３１内周面とスロットルバルブ３２との間に形成される空隙を変化させて空気流量を調節するようになっている。また、スロットルシャフト３３は、ギヤ３７，３８，３９を介して回転駆動式のスロットルアクチュエータ１３に接続されている。
【０００６】
このスロットルシャフト３３にはリターンスプリング３６が装着されており、スロットルアクチュエータ１３を駆動停止することで機械的にスロットル閉方向に戻る安全機構を構成している。また、スロットルシャフト３３端面に付設したターゲット３４をエンコーダ３５で検出してスロットルバルブ３２の角度位置を検知するものとされてこれらでスロットル位置センサ１４を構成しており、この位置情報を基に任意のスロットル位置となるように制御を実行するものである。
【０００７】
図３は、このような従来例によるハードウエアを制御する電子制御ユニット１０Ｂのソフトウエアによる制御ブロック図の一例を示すものであって、Ｐ１，Ｐ２は、スロットルバルブ３２及びエンジン２のプラント（シミュレーションモデル）を示しており、実機で運転する場合にはこれが制御対象となって、これらの動作結果はセンサ出力により実際のスロットル位置（θｅ）、実際のエンジン回転数（Ｎｅ）として電子制御ユニット１０Ｂに入力される。
【０００８】
これらの情報を基に、目標エンジン回転数（Ｎｄ）とエンジン回転数（Ｎｅ）の情報か
ら偏差（Ｎｅｒｒ）を算出し、これに従って回転数フィードバック制御演算（Ｃ２）を行い、その結果、目標とするスロットル位置（θｄ）を算出するが、これと実際のスロットル位置（θｅ）の情報より偏差（θｅｒｒ）を算出し、これに従ってスロットル開度フィードバック制御演算（Ｃ１）を行い、この演算出力値（Ｕ）に従ってスロットルアクチュエータ１３を駆動させることにより、エンジン回転数を一定にするフィードバック制御を実行している。尚、各フィードバック制御演算部では各偏差をゼロに収束させるような演算が行われており、その際ＰＩＤ制御やスライディングモード制御などが使用される。
【０００９】
ここで、各センサが正常に機能する場合は、上記内容に従って閉ループが形成されるためエンジン回転数フィードバック制御が正常に実行されるが、何らかの理由でスロットル位置センサ１４が故障した場合には閉ループが形成できずに、回転数一定のフィードバック制御が実行できなくなる。このような場合、従来は安全のために回転数一定制御を中断し、スロットルアクチュエータ１３の駆動を止めてスロットルバルブ３２を機械的に原点に戻す（デフォルト）フェイルセーフ制御が行われていた。
【００１０】
しかしながら、このような従来のフェイルセーフ制御においては、スロットル位置をデフォルト位置に戻すことでエンジン２により発生するトルクが少なくなるため、過大な負荷（Ｔａｄ）が加わった場合にエンジンストールを起こしてしまい、充分なフェイルセーフ機能を発揮できなくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平５−２４００７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、スロットル位置を検知しながらエンジン回転数フィードバック制御を行う電子ガバナシステムについて、スロットル位置センサが故障した場合でもエンジン回転数フィードバック制御を継続して、フェイルセーフ機能を充分に発揮できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明は、アクチュエータ駆動式のスロットルバルブ及びスロットル位置センサを有する電子制御スロットルと、エンジン回転数センサと、スロットル位置センサによる出力信号及びエンジン回転数センサによる出力信号に基づきエンジン運転状態に応じてスロットルバルブを開閉操作して目標エンジン回転数を維持する方向でフィードバック制御を行う制御装置とを備えた電子ガバナシステムにおいて、その制御装置は、スロットル位置センサによる出力信号からスロットル位置センサの故障を検知可能とされ、その故障を検知することによりエンジン回転数センサによる出力信号に基づいた故障時用のエンジン回転数フィードバック制御に切り替える、こととした。
【００１４】
このように、スロットル位置センサに故障が発生した場合に制御装置がこれを検知可能として、エンジン回転数センサによるエンジン回転数情報に基づきスロットル位置情報に基づかないエンジン回転数フィードバック制御に切り替えることで、少なくとも故障対応可能な場所まで到達可能とするフェイルセーフ機能を発揮することができる。
【００１５】
また、この電子ガバナシステムにおいて、その故障時用のエンジン回転数フィードバック制御は、正常時用とは異なるフィードバック制御用プログラムまたは正常時用の少なくとも一方とは異なるフィードバック制御用ゲインパラメータを用いて行われるものとすれば、別個のプログラムや異なる制御パラメータにより故障時用の対応が確実且つ容易に行
われる。
【００１６】
さらにまた、上述した電子ガバナシステムにおいて、システム内に故障通知手段を備えており、制御装置がスロットル位置センサの故障を検知した場合に、故障通知手段で運転者にその故障の発生または故障箇所の少なくとも一方を通知することを特徴としたものとすれば、運転者が的確な対応をとりやすい。
【００１７】
加えて、電子制御スロットル用の制御プログラムが格納され、上述した電子ガバナシステム内に配設されて上述したシステムにおける制御内容を実行する、ことを特徴とする制御装置とすれば、これを通常の電子ガバナシステムに適用するだけで上述した機能を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
スロットル位置センサの故障を検知した制御装置が、エンジン回転数センサの出力信号に基づく故障時用のエンジン回転数フィードバック制御に切り替えるものとした本発明によると、スロットル位置センサが故障した場合でもエンジン回転数フィードバック制御を継続して、フェイルセーフ機能を充分に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明及び従来例に共通した電子ガバナシステムのハード構成を示す配置図である。
【図２】図１の電子制御ユニットによる制御ブロック図である。
【図３】従来例による制御ブロック図である。
【図４】図１の電子ガバナシステムにおける電子制御スロットル部分を簡略化して空気吸入側より見た構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態の電子ガバナシステム１Ａのハード構成を示す配置図である。このシステムは、上述した従来のシステムとハード構成が共通しており、その電子制御スロットル３０も図３に示した従来のものと構成が共通しているが、スロットルバルブ３２の開閉操作を行う制御装置である電子制御ユニット１０Ａが実行する制御内容に特徴を有するものである。
【００２２】
即ち、この電子制御ユニット１０Ａは、検知したスロットル位置センサ１４による出力信号（故障信号）から、スロットル位置センサ１４において何らかの故障が発生したことを検知可能とされ、その故障発生を検知することにより、スロットル位置センサ１４による出力信号（スロットル位置情報）とクランク角度センサ１２による出力信号（エンジン回転数情報）の両方に基づいた正常時用のエンジン回転数フィードバック制御から、クランク角度センサ１２による出力信号に基づいた故障時用のエンジン回転数フィードバック制御に切り換える点を特徴としている。
【００２３】
また、この故障時用のエンジン回転数フィードバック制御は、正常時用とは異なるフィードバック制御用プログラム及び正常時用とは異なるフィードバック制御用ゲインパラメータを用いて実行され、これにより処理負担を過大にすることなく故障時用の対応が確実且つ容易に行われるようになっている。
【００２４】
図２は、本実施の形態の電子ガバナシステム１Ａの電子制御ユニット１０Ａによる制御ブロック図を示しているが、このシステムでは、スロットル開度センサ（ＴＰＳ）に故障
が発生した場合、その故障情報（ＴＦＡＩＬ）を基に故障時用の回転数フィードバック制御２（Ｃ３）に切り換えるロジックを有したものとなっている。
【００２５】
また、この回転数フィードバック制御２（Ｃ３）部分では、エンジン回転数偏差（Ｎｅｒｒ）に基づき、その偏差をゼロに収束させるようなフィードバック制御を実行するが、従来の回転数フィードバック制御１（Ｃ２）との差異は制御ロジック及びフィードバック制御の各ゲインパラメータにあり、エンジン回転数偏差（Ｎｅｒｒ）を基にスロットルアクチュエータ１３を制御（Ｕ）しても、エンジン回転数の発散や振動が生じない。
【００２６】
さらに、この電子ガバナシステム１Ａには故障通知手段を備えており、電子制御ユニット１０Ａがスロットル位置センサ１４における故障の発生を検知した場合に、故障コード及び故障ランプを点灯させて、運転者にスロットル位置センサ１４が故障していることを視覚的に通知するようになっている（図示せず）。
【００２７】
このようにして、本実施の形態の電子ガバナシステム１Ａは、スロットル位置センサ１４が故障した場合に、運転者に故障の発生を確実に認識させるとともに、クランク角度センサ１２によるエンジン回転数情報に基づいた故障時用のエンジン回転数フィードバック制御に切り換えて、少なくとも故障対応が可能な場所に到達するまでは、充分なるフェイルセーフ制御を発揮することができる。
【００２８】
以上、述べたように、スロットル位置を検知しながらエンジン回転数フィードバック制御を行う電子ガバナシステムについて、本発明により、スロットル位置センサが故障した場合でもエンジン回転数フィードバック制御を継続して、フェイルセーフ機能を充分に発揮することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１Ａ  電子ガバナシステム、２  エンジン、１０Ａ  電子制御ユニット、１２  クランク角度センサ、１３  スロットルアクチュエータ、１４  スロットル位置センサ、３０  電子制御スロットル、３２  スロットルバルブ
【図１】
2012067620.tif 000003
【図２】
2012067620.tif 000004
【図３】
2012067620.tif 000005
【図４】
2012067620.tif 000006