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技術 内燃機関のスロットル弁制御装置

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 茨木俊和櫛直人
出願日 1993年5月21日 (26年7ヶ月経過) 出願番号 1993-120276
公開日 1994年11月29日 (25年0ヶ月経過) 公開番号 1994-330799
状態 特許登録済
技術分野 絞り弁の制御および操作手段との関連機構等 内燃機関に供給する空気・燃料の電気的制御
主要キーワード ハンチング幅 回転数幅 各従動輪 終了回転数 変速機電子制御装置 変化周期 リンクタイプ 最小回転数
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

目的

スロットル制御系異常時に、急激な減速ショックエンジンストールに至ることなくオーバランを防止する。

構成

吸気通路2にサブスロットル弁8とメインスロットル弁9を設け、両者の協働によりエンジン1の出力を制御する。又、アクセルペダル10の操作量に応じてステップモータ11を駆動させることによりサブスロットル弁8を開閉させる。そのサブスロット制御系異常発生時に、フェイルセーフ処理として、サブスロットル弁8に代わり、異常発生時点に検出されるエンジン回転数近接した異常時基準回転数演算する。そして、異常時のエンジン回転数がその異常時基準回転数に近づくように、各インジェクタ5A〜5Dを断続的に駆動させる。従って、異常時には、エンジン回転数がハンチングを繰り返すように変化して急激に変化することはなく、エンジン回転数が下がり過ぎることもない。

概要

背景

従来、この種の技術として、例えば特開昭62−35039号公報に開示された「エンジン制御装置」が知られている。この制御装置では、運転者によるアクセルペダル操作量アクセルポテンショメータにより検出され、その検出された操作量に基づきスロットル弁目標開度が決定される。そして、その目標開度を指令値としてステップモータ駆動制御されることにより、ステップモータに連結されたスロットル弁が開閉制御され、もってエンジン出力制御が行われる。ここで、エンジンの回転数クランク角センサにより検出され、その検出されたエンジン回転数に基づきエンジンに供給すべき燃料噴射量が決定される。そして、その決定された燃料噴射量を指令値としてインジェクタが駆動制御されることにより、エンジンに対する燃料供給量が制御される。又、スロットル弁の開度、即ちスロットル開度センサにより検出され、その検出されたスロットル開度に基づきスロットル制御系の異常が判断される。更に、クランク角センサにより検出されるエンジン回転数に基づきそのセンサ系の異常が判断される。そして、スロットル制御系の異常が判断されたときには、エンジン回転数がある基準回転数以下となるようにインジェクタにより燃料カット断続的に行われて、エンジンに対する燃料供給量が制限される。これにより、エンジン回転数の異常な上昇が抑えられる。一方、スロットル制御系の異常が判断され、かつエンジン回転数のセンサ系の異常が判断されたときには、インジェクタにより燃料カットが連続的に行われて、エンジンに対する燃料の供給が遮断される。これにより、エンジンのオーバランが防止される。

概要

スロットル制御系異常時に、急激な減速ショックエンジンストールに至ることなくオーバランを防止する。

吸気通路2にサブスロットル弁8とメインスロットル弁9を設け、両者の協働によりエンジン1の出力を制御する。又、アクセルペダル10の操作量に応じてステップモータ11を駆動させることによりサブスロットル弁8を開閉させる。そのサブスロット制御系異常発生時に、フェイルセーフ処理として、サブスロットル弁8に代わり、異常発生時点に検出されるエンジン回転数に近接した異常時基準回転数を演算する。そして、異常時のエンジン回転数がその異常時基準回転数に近づくように、各インジェクタ5A〜5Dを断続的に駆動させる。従って、異常時には、エンジン回転数がハンチングを繰り返すように変化して急激に変化することはなく、エンジン回転数が下がり過ぎることもない。

目的

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、その第1の目的は、スロットル制御系の異常時に、急激な減速ショックやエンジンストールを伴うことなく内燃機関のオーバランを防止することの可能な内燃機関のスロットル弁制御装置を提供することにある。又、第2の目的は、スロットル制御系の異常時に、車両速度の変化に起因したショックを低減させることの可能な内燃機関のスロットル弁制御装置を提供することにある。更に、第3の目的は、スロットル制御系の異常時に、機関回転数や車両速度の変化に起因したショックを低減させつつ、スロットル制御系が異常であることを運転者に体感させることの可能な内燃機関のスロットル弁制御装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

内燃機関吸気系に設けられ、前記内燃機関の出力を制御するために開閉されるスロットル弁と、前記スロットル弁を開閉させるために駆動制御されるアクチュエータと、運転者により操作されるアクセル操作手段の操作量を検出するためのアクセル操作量検出手段と、前記アクセル操作量検出手段の検出結果に応じて前記アクチュエータを駆動制御するための第1の駆動制御手段とを備えた内燃機関のスロットル弁制御装置において、前記スロットル弁、前記アクチュエータ、前記アクセル操作量検出手段及び前記第1の駆動制御手段を含むスロットル制御系の異常を検出するための異常検出手段と、前記内燃機関の出力に相関する機関回転数を検出するための機関回転数検出手段と、前記内燃機関の出力を制御するために使用される前記スロットル弁以外の出力変更手段と、前記異常検出手段により前記異常が検出されたときに、前記機関回転数検出手段により検出された異常発生直前の機関回転数を維持するように前記出力変更手段を駆動制御するための第2の駆動制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関のスロットル弁制御装置。

請求項2

車両に搭載された内燃機関の吸気系に設けられ、前記内燃機関の出力を制御するために開閉されるスロットル弁と、前記スロットル弁を開閉させるために駆動制御されるアクチュエータと、運転者により操作されるアクセル操作手段の操作量を検出するためのアクセル操作量検出手段と、前記アクセル操作量検出手段の検出結果に応じて前記アクチュエータを駆動制御するための第1の駆動制御手段とを備えた内燃機関のスロットル弁制御装置において、前記スロットル弁、前記アクチュエータ、前記アクセル操作量検出手段及び前記第1の駆動制御手段を含むスロットル制御系の異常を検出するための異常検出手段と、前記内燃機関の出力に相関する車両速度を検出するための車両速度検出手段と、前記内燃機関の出力を制御するために使用される前記スロットル弁以外の出力変更手段と、前記異常検出手段により前記異常が検出されたときに、前記車両速度検出手段により検出された異常発生直前の車両速度を維持するように前記出力変更手段を駆動制御するための第3の駆動制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関のスロットル弁制御装置。

請求項3

請求項1又は請求項2に記載の内燃機関のスロットル弁制御装置において、前記出力変更手段は前記異常発生直前における前記機関回転数又は前記車両速度に基づいて前記機関回転数又は前記車両速度を所定幅で変動させるものであることを特徴とする内燃機関のスロットル弁制御装置。

技術分野

0001

この発明は内燃機関吸気系に設けられてアクセル操作手段と機械的に非連結とされたリンクレスタイプのスロットル弁係り、詳しくはそのスロットル弁をアクセル操作手段の操作に応じて開閉させるようにした内燃機関のスロットル弁制御装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、この種の技術として、例えば特開昭62−35039号公報に開示された「エンジン制御装置」が知られている。この制御装置では、運転者によるアクセルペダル操作量アクセルポテンショメータにより検出され、その検出された操作量に基づきスロットル弁の目標開度が決定される。そして、その目標開度を指令値としてステップモータ駆動制御されることにより、ステップモータに連結されたスロットル弁が開閉制御され、もってエンジン出力制御が行われる。ここで、エンジンの回転数クランク角センサにより検出され、その検出されたエンジン回転数に基づきエンジンに供給すべき燃料噴射量が決定される。そして、その決定された燃料噴射量を指令値としてインジェクタが駆動制御されることにより、エンジンに対する燃料供給量が制御される。又、スロットル弁の開度、即ちスロットル開度センサにより検出され、その検出されたスロットル開度に基づきスロットル制御系の異常が判断される。更に、クランク角センサにより検出されるエンジン回転数に基づきそのセンサ系の異常が判断される。そして、スロットル制御系の異常が判断されたときには、エンジン回転数がある基準回転数以下となるようにインジェクタにより燃料カット断続的に行われて、エンジンに対する燃料供給量が制限される。これにより、エンジン回転数の異常な上昇が抑えられる。一方、スロットル制御系の異常が判断され、かつエンジン回転数のセンサ系の異常が判断されたときには、インジェクタにより燃料カットが連続的に行われて、エンジンに対する燃料の供給が遮断される。これにより、エンジンのオーバランが防止される。

発明が解決しようとする課題

0003

ところが、前記従来技術では、スロットル制御系の異常が判断されたときには、そのときのエンジン回転数の大きさにかかわらず、断続的な燃料カットが一義的に行われ、エンジン回転数がある基準回転数以下に抑えられるだけであった。そのため、異常時におけるエンジン回転数と基準回転数との差が大きい場合には、異常判断と同時にエンジンが急激に減速されることになり、大きな減速ショックを伴うという問題があった。或いは、スロットル制御系の異常とエンジン回転数センサ系の異常とが共に判断されたときには、そのときのエンジン回転数の大きさにかかわらず、連続した燃料カットが一義的に行われるだけであった。そのため、異常時のエンジン回転数の大きさによっては大きな減速ショックを伴うことになり、その上、エンジンストールに至るという問題があった。ここで、エンジンストールに至ることは、車載のエンジンでは、異常発生後の退避走行を不可能にすることにつながり、実用上問題であった。又、車載のエンジンでは、異常判断時におけるエンジンの減速に起因して車両速度も変化することから、ドライバビリティの点で問題であった。

0004

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、その第1の目的は、スロットル制御系の異常時に、急激な減速ショックやエンジンストールを伴うことなく内燃機関のオーバランを防止することの可能な内燃機関のスロットル弁制御装置を提供することにある。又、第2の目的は、スロットル制御系の異常時に、車両速度の変化に起因したショックを低減させることの可能な内燃機関のスロットル弁制御装置を提供することにある。更に、第3の目的は、スロットル制御系の異常時に、機関回転数や車両速度の変化に起因したショックを低減させつつ、スロットル制御系が異常であることを運転者に体感させることの可能な内燃機関のスロットル弁制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0005

上記第1の目的を達成するために、第1の発明においては、図1に示すように、内燃機関M1の吸気系M2に設けられ、内燃機関M1の出力を制御するために開閉されるスロットル弁M3と、そのスロットル弁M3を開閉させるために駆動制御されるアクチュエータM4と、運転者により操作されるアクセル操作手段M5の操作量を検出するためのアクセル操作量検出手段M6と、そのアクセル操作量検出手段M6の検出結果に応じてアクチュエータM4を駆動制御するための第1の駆動制御手段M7とを備えた内燃機関のスロットル弁制御装置において、スロットル弁M3、アクチュエータM4、アクセル操作量検出手段M6及び第1の駆動制御手段M7を含むスロットル制御系の異常を検出するための異常検出手段M8と、内燃機関M1の出力に相関する機関回転数を検出するための機関回転数検出手段M9と、内燃機関M1の出力を制御するために使用されるスロットル弁M3以外の出力変更手段M10と、異常検出手段M8により異常が検出されたときに、機関回転数検出手段M9により検出された異常発生直前の機関回転数を維持するように出力変更手段M10を駆動制御するための第2の駆動制御手段M11とを備えたことを趣旨としている。

0006

上記第2の目的を達成するために、第2の発明においては、図2に示すように、車両に搭載された内燃機関M1の吸気系M2に設けられ、内燃機関M1の出力を制御するために開閉されるスロットル弁M3と、そのスロットル弁M3を開閉させるために駆動制御されるアクチュエータM4と、運転者により操作されるアクセル操作手段M5の操作量を検出するためのアクセル操作量検出手段M6と、そのアクセル操作量検出手段M6の検出結果に応じてアクチュエータM4を駆動制御するための第1の駆動制御手段M7とを備えた内燃機関のスロットル弁制御装置において、スロットル弁M3、アクチュエータM4、アクセル操作量検出手段M6及び第1の駆動制御手段M7を含むスロットル制御系の異常を検出するための異常検出手段M8と、内燃機関M1の出力に相関する車両速度を検出するための車両速度検出手段M12と、内燃機関M1の出力を制御するために使用されるスロットル弁M3以外の出力変更手段M10と、異常検出手段M8により異常が検出されたときに、車両速度検出手段M12により検出された異常発生直前の車両速度を維持するように出力変更手段M10を駆動制御するための第3の駆動制御手段M13とを備えたことを趣旨としている。

0007

上記第3の目的を達成するために、第3の発明においては、出力変更手段M10は異常発生直前における機関回転数又は車両速度に基づいて機関回転数又は車両速度を所定幅で変動させるものであることを趣旨としている。

0008

ここで、機関回転数又は車両速度の変動幅を時間の経過とともに変化させることも考えられる。又、機関回転数又は車両速度の変動域を時間の経過とともに変化させることも考えられる。或いは、機関回転数又は車両速度の変動周期を時間の経過とともに変化させることも考えられる。

0009

上記第1の発明の構成によれば、図1に示すように、内燃機関M1の運転時に、アクセル操作手段M5が操作されることにより、その操作量がアクセル操作量検出手段M6により検出される。又、その検出された操作量に応じて、第1の駆動制御手段M7によりアクチュエータM4が駆動制御されることにより、スロットル弁M3が開閉されて内燃機関M1の出力が制御される。

0010

ここで、異常検出手段M8では、スロットル弁M3、アクチュエータM4、アクセル操作量検出手段M6及び第1の駆動制御手段M7を含むスロットル制御系に係る異常の検出が行われる。又、機関回転数検出手段M9では、内燃機関M1の出力に相関する機関回転数の検出が行われる。そして、異常検出手段M8により異常が検出されたときに、異常発生直前に検出された機関回転数を維持するように第2の駆動制御手段M11により出力変更手段M10が駆動制御される。

0011

従って、スロットル制御系に異常が発生したときには、スロットル弁M3に代わって出力変更手段M10が駆動制御されて内燃機関M1の出力が制御される。しかも、機関回転数が異常発生直前の機関回転数を維持するように制御されることから、機関回転数が急激に変化することはなく、機関回転数が下がり過ぎることもない。

0012

上記第2の発明の構成によれば、第1の発明のそれとは異なり、車両速度検出手段M12により、内燃機関M1の出力に相関する車両速度の検出が行われる。そして、異常検出手段M8により異常が検出されたときに、異常発生直前に検出された車両速度を維持するように第3の駆動制御手段M12により出力変更手段M10が駆動制御される。

0013

従って、スロットル制御系に異常が発生したときには、スロットル弁M3に代わって出力変更手段M10が駆動制御され、内燃機関M1の出力が制御される。しかも、車両速度が異常発生直前の車両速度を維持するように制御されることから、車両速度が急激に変化することもなく、下がり過ぎることもない。

0014

上記第3の発明の構成によれば、スロットル制御系の異常が発生したときには、機関回転数又は車両速度が所定幅で変動することから、機関回転数又は車両速度はある周期をもって変化することになる。従って、機関回転数又は車両速度は急激に変化することはなく、下がり過ぎることもない。又、機関回転数又は車両速度の周期的な変化により、内燃機関M1又は車両には、断続的な挙動が発生することになる。

0015

ここで、機関回転数又は車両速度の変動幅を時間の経過とともに変化させることにより、機関回転数又は車両速度が漸増又は漸減した場合にも、機関回転数又は車両速度が急激に変化することはなく、内燃機関M1又は車両の断続的な挙動が確保される。

0016

又、機関回転数又は車両速度の変動域を時間の経過とともに変化させることにより、内燃機関M1に対する負荷又は車両に対する走行抵抗が変化した場合でも、機関回転数又は車両速度が急激に変化することはなく、内燃機関M1又は車両の断続的な挙動が確保される。

0017

更に、機関回転数又は車両速度の変動周期を時間の経過とともに変化させることにより、異常発生直後から機関回転数又は車両速度が過大な周期で変化することはなく、内燃機関M1又は車両の断続的な挙動が確保される。

0018

(第1実施例)以下、上記第1及び第3の発明における内燃機関のスロットル弁制御装置を具体化した第1実施例を図3図13に基づいて詳細に説明する。

0019

図3はこの実施例における内燃機関のスロットル弁制御装置をフロントエンジンリヤドライブ方式(FR方式)の自動車に適用してなるガソリンエンジンステムを示す概略構成図である。車両に搭載された内燃機関としてのエンジン1は吸気系を構成する吸気通路2と、排気系を構成する排気通路3とを備えている。吸気通路2の入口側にはエアクリーナ4が設けられている。吸気通路2の下流側は分岐された吸気マニホルド2aを通じてエンジン1の各気筒(この実施例では4気筒となっている。)に連通されている。吸気マニホルド2aの近傍には、出力変更手段としての燃料噴射用のインジェクタ5A,5B,5C,5Dが各気筒に対応してそれぞれ設けられている。周知のように各インジェクタ5A〜5Dには、図示しない燃料タンクから燃料ポンプの動作により所定圧力の燃料が供給される。又、エンジン1の各気筒には、点火プラグ6A,6B,6C,6Dがそれぞれ設けられている。一方、排気通路3は分岐された排気マニホルド3aを通じてエンジン1の各気筒に連通されている。排気通路3の出口側には三元触媒を内蔵してなる触媒コンバータ7が設けられている。

0020

上記の構成において、エンジン1にはエアクリーナ4及び吸気通路2を通じて外気が取り込まれる。又、その外気の取り込みと同時に、各インジェクタ5A〜5Dから吸気マニホルド2aの近傍に燃料が噴射されることにより、その燃料と外気との混合気が各気筒の燃焼室へと取り込まれる。そして、その取り込まれた混合気が、各燃焼室にて点火プラグ6A〜6Dの作動により爆発燃焼することにより、図示しないピストン及びクランクシャフト等が作動してエンジン1の駆動力、即ちエンジン出力が得られる。更に、各燃焼室にて燃焼された後の既燃焼ガスは、排気として排気通路3へ導かれ、触媒コンバータ7にて浄化された後に外部へと排出される。

0021

図3,4に示すように、吸気通路2の途中には、その上流側から順にリンクレスタイプのサブスロットル弁8とリンクタイプメインスロットル弁9が直列に配設されている。メインスロットル弁9は、運転席に設けられたアクセル操作手段としてのアクセルペダル10に対してアクセルリンクにより機械的に連結されており、アクセルペダル10の操作に連動して開閉される。又、メインスロットル弁9は、図示しないリターンスプリングにより常に閉じ方向へ付勢されている。図5に示すように、この実施例において、メインスロットル弁9の開度、即ちメインスロットル開度TAMは、アクセルペダル10の操作量、即ちアクセル開度ACCPに対して一義的な線形開度特性を有するように設定されている。一方、サブスロットル弁8はその近傍に設けられたアクチュエータとしてのステップモータ11の作動により開閉されるものであり、同弁8の支軸がステップモータ11の出力軸に連結されている。又、サブスロットル弁8は、図示しないリターンスプリングにより常に開き方向へ付勢されている。図5に示すように、この実施例において、サブスロットル弁8の開度、即ちサブスロットル開度TASはアクセル開度ACCPに対して2種類の非線形開度特性(高μ路用,低μ路用)をもって設定されている。これら各非線形開度特性は各種運転条件に応じて選択的に使用されるものである。ここで、高μ路用の非線形開度特性は、滑りにくい路面において、車両の通常走行時にアクセルコントロール性を向上させるために選択的に使用されるものである。又、低μ路用の非線形開度特性は、滑りやすい路面でも良好なアクセルコントロール性を実現するために選択的に使用されるものである。そして、上記のような各開度特性をもってメインスロットル弁9及びサブスロットル弁8が開閉されることにより、吸気通路2を通じて各気筒へ取り込まれる吸気量が調整され、もってエンジン出力が制御される。

0022

この実施例では、車両の操作性の向上を目的として、各種運転条件において、アクセルペダル10の操作量に対するエンジン出力が上記のような両スロットル弁8,9の各開度特性の協働により最適に設定されている。つまり、エンジン1の運転中にサブスロットル弁8がステップモータ11により閉じ方向へ制御されることにより、アクセルペダル10に連動するメインスロットル弁9により一義的に調整される吸気量が更に低減させる。これによりエンジン出力が抑制され、各種運転条件において、アクセルペダル10の操作に対するエンジン出力特性が適切に設定され、全運転領域にわたって良好なアクセルコントロール性が実現される。更に、この実施例では、2弁式のスロットルであることから、万が一サブスロットル弁8に異常が起きたとしても、運転者がアクセルペダル10を戻すことにより、メインスロットル弁9が閉じられてエンジン1の減速を遅滞なく行うことが可能である。又、サブスロットル弁8が全開位置でフェイルした場合には、運転者がアクセルペダル10を任意に操作することにより、メインスロットル弁9が任意に開かれてエンジン出力を任意に制御することが可能である。これにより、異常時における車両の退避走行が可能のである。

0023

車両及びエンジン1の各種運転状態を検出するセンサとして、メインスロットル弁9の近傍には、メインスロットル開度TAMを検出するためのメインスロットルセンサ31が設けられている。又、サブスロットル弁8の近傍には、サブスロットル開度TASを検出するためのサブスロットルセンサ32が設けられている。この実施例では、メインスロットルセンサ31及びサブスロットルセンサ32により、サブスロットル制御系の異常を検出するための異常検出手段が構成されている。更に、アクセルペダル10の近傍には、アクセル操作量検出手段としてのアクセル開度ACCPを検出するためのアクセルセンサ33が設けられている。吸気通路2においてメインスロットル弁9の下流側には、吸気量に相関する吸気圧力PMを検出するための吸気圧センサ34が設けられている。排気通路3の途中には、排気中の酸素濃度Ox、即ち排気通路3における排気空燃比を検出するための酸素センサ35が設けられている。更に、エンジン1には、その冷却水の温度、即ち冷却水温THWを検出するための水温センサ36が設けられている。

0024

エンジン1の各気筒に設けられた点火プラグ6A〜6Dには、ディストリビュータ12にて分配された点火信号印加される。ディストリビュータ12はイグナイタ13から出力される高電圧をエンジン1のクランク角に同期して各点火プラグ6A〜6Dに分配するためのものである。そして、各点火プラグ6A〜6Dの点火タイミングは、イグナイタ13からの高電圧出力イミングにより決定される。

0025

ディストリビュータ12には、その図示しないロータの回転からエンジン1の回転数(エンジン回転数)NEを検出するための機関回転数検出手段としての回転数センサ37が設けられている。又、ディストリビュータ12には、ロータの回転に応じてエンジン1のクランク角度の変化を所定の割合で検出するための気筒判別センサ38が設けられている。この実施例では、エンジン1における一連行程吸気行程圧縮行程膨張行程排気行程)に対してクランクシャフトが2回転するものとして、気筒判別センサ38は360°CAの割合でクランク角度が検出される。

0026

加えて、この実施例において、車両後側には左右一対駆動輪14L,14Rが、車両前側には左右一対の従動輪15L,15Rがそれぞれ設けられている。両駆動輪14L,14Rはエンジン1からの駆動力を得て回転駆動される。そのために、エンジン1のクランクシャフトには自動変速機16が駆動連結され、その自動変速機16がプロペラシャフト17、ディファレンシャルギヤ18及び左右一対のドライブシャフト19L,19R等を介して左右の各駆動輪14L,14Rに駆動連結されている。この実施例において、自動変速機16は電子制御式のものであり、ロックアップ機構と、前進4速及び後退1速の変速段と、それらロックアップ機構及び各変速段切り換えるための複数のソレノイドよりなるアクチュエータ16aを備えている。一方、両従動輪15L,15Rは、車両の走行に伴って連れ回りするものであり、車両の操舵を行うために、図示しないステアリングホイールの操作によって作動する操舵輪にもなっている。

0027

この実施例において、左右の各駆動輪14L,14Rには、それらの回転速度、即ち左駆動輪回転速度VWNRL、右駆動輪回転速度VWNRRを検出するための駆動輪速度センサ39L,39Rがそれぞれ設けられている。又、左右の各従動輪15L,15Rには、それらの回転速度、即ち左従動輪回転速度VWNFL、右従動輪回転速度VWNFRを検出するための従動輪速度センサ40L,40Rがそれぞれ設けられている。これら各速度センサ39L,39R,40L,40Rはそれぞれ歯車20とピックアップコイル21により構成されている。

0028

又、この実施例において、自動変速機16には、エンジン1の出力に相関する車両速度(車速)SPDを検出するための車両速度検出手段としての車速センサ41が設けられている。この車速センサ41は自動変速機16のギアの回転により回されるマグネットによりリードスイッチを駆動させる方式のものであり、車速SPDに相当するパルス信号を出力する。

0029

上記の回転数センサ37、気筒判別センサ38、各速度センサ39L,39R,40L,40R及び車速センサ41も各種運転状態を検出するセンサを構成している。

0030

この実施例において、メインスロットルセンサ31、サブスロットルセンサ32、アクセルセンサ33、吸気圧センサ34、酸素センサ35、水温センサ35、回転数センサ37、気筒判別センサ38及び車速センサ41はエンジン・変速機電子制御装置(以下「エンジン・変速機ECU」という。)51に接続されている。又、エンジン・変速機ECU51には、各インジェクタ5A〜5D、イグナイタ13及びアクチュエータ16aがそれぞれ接続されている。そして、エンジン・変速機ECU51は各種センサ31〜38,41から入力される各種信号に基づき、エンジン1の燃料噴射量制御点火時期制御及び自動変速機制御等を実行すべく、各インジェクタ5A〜5D、イグナイタ13及びアクチュエータ16a等の動作を好適に制御する。又、この実施例では、エンジン・変速機ECU51により第2の駆動制御手段が構成されている。そして、エンジン・変速機ECU51は入力される各種信号に基づき、サブスロットル制御系に係る異常時のフェイルセーフ処理を実行する。ここで、サブスロットル制御系とは、サブスロットル弁8、ステップモータ11、サブスロットルセンサ32、アクセルセンサ33及び後述するスロットルECU52を含むものである。

0031

エンジン・変速機ECU51が燃料噴射量制御、点火時期制御及び自動変速機制御と、サブスロットル制御系のフェイルセーフ処理等とを司る装置であるのに対し、サブスロットル弁8の開閉制御を司るためのスロットル電子制御装置(以下「スロットルECU」という。)52が設けられている。即ち、第1の駆動制御手段を構成するスロットルECU52はエンジン・変速機ECU51に接続されており、両者51,52の間で信号のやりとりが行われる。又、スロットルECU52には、各駆動輪速度センサ39L,39R及び各従動輪速度センサ40L,40Rが接続されている。更に、スロットルECU52には、ステップモータ11が接続されている。そして、エンジン・変速機ECU51に入力される各種信号のうち、サブスロットル弁8の開閉制御等の処理に必要なメインスロットル開度TAM、サブスロットル開度TAS、アクセル開度ACCP、吸気圧PM、エンジン回転数NE及び車速SPD等の各種信号が、エンジン・変速機ECU51からスロットルECU52に入力される。又、スロットルECU52には、各速度センサ39L,39R,40L,40Rから左駆動輪回転速度VWNRL、右駆動輪回転速度VWNRR、左従動輪回転速度VWNFL及び右従動輪回転速度VWNFRの各信号が入力される。そして、スロットルECU52は、入力される各種信号に基づき、エンジン1の運転状態に応じてサブスロットル弁8の制御、即ちサブスロットル制御を行うべくステップモータ11を好適に制御する。

0032

図6はエンジン・変速機ECU51及びスロットルECU52の電気的構成を示すブロック図である。エンジン・変速機ECU51は、カウンタの機能を兼ね備えた中央処理装置(CPU)53、所定の制御プログラム等を予め記憶した読み出し専用メモリ(ROM)54、CPU53の演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)55、予め記憶されたデータを保存するバックアップRAM56等を備えている。そして、エンジン・変速機ECU51は、これら各部53〜56と外部入出力回路57等がバス58によって接続された論理演算回路として構成されている。外部入出力回路57には、メインスロットルセンサ31、サブスロットルセンサ32、アクセルセンサ33、吸気圧センサ34、酸素センサ35、水温センサ36、回転数センサ37、気筒判別センサ38及び車速センサ41がそれぞれ接続されている。又、外部入出力回路57には、各インジェクタ5A〜5D、イグナイタ13及びアクチュエータ16aが接続されている。併せて、外部入出力回路57には、前記したスロットルECU52が接続されている。

0033

そして、CPU53は外部入出力回路57を介して各センサ31〜38,41から入力される各種信号を入力値として読み込む。CPU53はそれら入力値に基づき、ROM54に記憶されている制御プログラムに基づき燃料噴射量制御、点火時期制御及び自動変速機制御と、サブスロットル制御系の異常に係るフェイルセーフ処理等とを実行する。又、外部入出力回路57を介して入力される各種信号のうち、サブスロットル制御に必要な各種信号はスロットルECU52へ出力される。

0034

一方、スロットルECU52はエンジン・変速機ECU51と基本的に同じ構成をなしており、CPU61、ROM62、RAM63、バックアップRAM64、外部入出力回路65及びバス66等により構成されている。外部入出力回路66には、各駆動輪速度センサ39L,39R及び各従動輪速度センサ40L,40Rがそれぞれ接続されている。又、外部入出力回路66には、ステップモータ11が接続されている。更に、ROM62にはサブスロットル制御等のための制御プログラム等が予め記憶されている。

0035

そして、CPU61はエンジン・変速機ECU51及び各速度センサ39L,39R,40L,40Rから外部入出力回路65を介して入力される各種信号を入力値として読み込む。又、CPU61はそれら入力値に基づき、ROM62に記憶されている制御プログラムに基づきテップモータ11を好適に制御する。

0036

次に、前述したサブスロットル制御系の異常に係るフェイルセーフ処理として、エンジン・変速機ECU5により実行される処理動作の内容について図7図13に従って説明する。

0037

図7,8はエンジン・変速機ECU51により実行される「フェイルセーフ演算ルーチン」を示すフローチャートである。この実施例において、このルーチンは「32ms」毎の定時割込みで実行される。

0038

処理がこのルーチンへ移行すると、先ずステップ101において、メインスロットルセンサ31、吸気圧センサ34及び回転数センサ35等からの各種信号に基づき、メインスロットル開度TAM、吸気圧PM及びエンジン回転速度NEをそれぞれ読み込む。又、サブスロットル制御異常フラグXTHF、吸気圧上昇遅れ時間CTFDPを読み込む。

0039

ここで、サブスロットル制御異常フラグXTHFは別途処理ルーチン(8msルーチン)において設定されるものである。即ち、同フラグXTHFは、メインスロットル開度TAMが所定値である「θ1°」以上で、且つ、サブスロットル開度TASの変化速度(サブスロットル開度変化速度)DLTASが所定値である「θ2°/ms」以上のときに、サブスロットル制御系に係る異常が検出されたものとして「1」に設定される。又、吸気圧上昇遅れ時間CTFDPも同じく別途の処理ルーチン(8msルーチン)において計時されるものである。即ち、同時間CTFDPは、サブスロットル開度変化速度DLTASの立ち上がりから、後述する吸気圧変化速度DLPMの立ち上がりまでの遅れ時間を示すものである。

0040

続いて、ステップ102において、今回読み込まれた吸気圧PMと前回読み込まれた吸気圧PMとの差から吸気圧変化速度DLPMを演算する。そして、ステップ103においては、今回読み込まれたサブスロットル制御異常フラグXTHFが「0」であるか否かを判断する。ここで、同フラグXTHFが「0」の場合には、サブスロットル制御系に異常が検出されていないものとして、ステップ104へ移行する。

0041

ステップ104においては、燃料カット要求フラグXFCRQを「0」に設定する。この燃料カット要求フラグXFCRQは、サブスロットル制御系のフェイルセーフ処理として実行される断続的な燃料カットの実行のために使用されるものである。又、ステップ105において、別途の処理ルーチンにおける吸気圧上昇遅れ時間CTFDPを「0」にリセットして、ステップ109へ移行する。

0042

一方、ステップ103において、サブスロットル制御異常フラグXTHFが「1」の場合には、サブスロットル制御系に異常が検出されたものとして、ステップ106へ移行する。ステップ106においては、吸気圧変化速度DLPMが所定値である「P1mmHg/ms」未満であるか否かを判断する。ここで、吸気圧変化速度DLPMが「P1mmHg/ms」未満の場合には、エンジン出力の変化が小さいものとして、そのままステップ109へ移行する。吸気圧変化速度DLPMが「P1mmHg/ms」以上の場合には、エンジン出力の変化が大きいものとして、ステップ107へ移行する。

0043

ステップ107においては、吸気圧上昇遅れ時間CTFDPが所定値である「T1ms」以上であるか否かを判断する。ここで、吸気圧上昇遅れ時間CTFDPが「T1ms」以上である場合には、エンジン出力の変化が過剰でないものとして、そのままステップ109へ移行する。吸気圧上昇遅れ時間CTFDPが「T1ms」未満である場合には、エンジン出力の変化が過剰であるものとして、ステップ108へ移行する。

0044

ステップ108においては、フェイルセーフ処理である断続的な燃料カットの実行を要求すべく、燃料カット要求フラグXFCRQを「1」に設定する。そして、ステップ105〜ステップ108から移行してステップ109においては、今回読み込まれたメインスロットル開度TAMが「θ1°」未満であるか否かを判断する。ここで、メインスロットル開度TAMが「θ1°」未満の場合には、そのままステップ113へ移行する。メインスロットル開度TAMが「θ1°」以上の場合には、ステップ110へ移行する。

0045

ステップ110においては、燃料カット終了回転数EMRT燃料カット開始回転数EMFNE以上であるか否かを判断する。ここで、燃料カット終了回転数EMFRTは、燃料カットから通常の燃料噴射へ復帰する際に基準となるエンジン回転数NEを示すものである。又、燃料カット開始回転数EMFNEは、燃料カットを開始するために基準となるエンジン回転数NEを示すものである。そして、ステップ110において、燃料カット終了回転数EMFRTが燃料カット開始回転数EMFNE以上の場合には、そのままステップ113へ移行する。燃料カット終了回転数EMFRTが燃料カット開始回転数EMFNE未満の場合には、ステップ111へ移行する。

0046

ステップ111においては、前述した燃料カット要求フラグXFCRQが「1」であるか否かを判断する。そして、燃料カット要求フラグXFCRQが「1」の場合には、断続的な燃料カットの処理が未だ要求されているものとして、そのままステップ121へ移行する。燃料カット要求フラグXFCRQが「0」の場合には、確認のためにステップ112へ移行する。

0047

ステップ112においては、前述した吸気圧上昇遅れ時間CTFDPが「T1ms」未満であるか否かを判断する。ここで、吸気圧上昇遅れ時間CTFDPが「T1ms」以上の場合には、エンジン出力の変化が過剰であり、断続的な燃料カットの処理が要求されているものとして、そのままステップ121へ移行する。吸気圧上昇遅れ時間CTFDPが「T1ms」以上の場合には、ステップ113へ移行する。

0048

そして、ステップ109、ステップ110又はステップ112から移行してステップ113においては、サブスロットル制御系に係る異常がないものとして、サブスロットル制御異常フラグXTHFを「0」に設定する。又、ステップ114において、断続的な燃料カットの実行の必要性がないものとして、燃料カット要求フラグXFCRQを「0」に設定する。

0049

その後、ステップ111、ステップ112又はステップ114から移行してステップ121においては、燃料カット要求フラグXFCRQが「1」であるか否かを判断する。ここで、燃料カット要求フラグXFCRQが「0」の場合には、サブスロットル制御系が正常で断続的な燃料カットの実行が要求されていないものとして、ステップ122へ移行し、ステップ122〜ステップ126の処理を実行する。

0050

即ち、ステップ122においては、断続的な燃料カットの実行を中止すべく燃料カット実行フラグXEMFCを「0」に設定する。そして、ステップ123において、今回読み込まれたエンジン回転数NE1とそれに対する初期設定オフセット値KEMFNBとの加算結果が、下限回転数NRTと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きいか否かを判断する。ここで、下限回転数NRTは、燃料カット終了回転数EMFRTとしてはエンジンストールに至らない最低の値であり、エアコン負荷電気負荷等の違いに応じて設定されるものである。又、最小回転数幅KEMHYSは、燃料カット開始回転数EMFNEと燃料カット終了回転数EMFRTとの間で許容すべき最小の回転数幅であり、断続的な燃料カットの処理を行うことによりエンジン1にある程度の挙動が得られるよう設定されたものである。このステップ123において、今回のエンジン回転数NE1と初期設定オフセット値KEMFNBとの加算結果が、下限回転数NRTと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きい場合には、ステップ124へ移行する。そして、ステップ124において、今回のエンジン回転数NE1と初期設定オフセット値KEMFNBとの加算結果を燃料カット開始回転数EMFNEとして設定する。一方、ステップ123において、今回のエンジン回転数NE1と初期設定オフセット値KEMFNBとの加算結果が、下限回転数NRTと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きくない場合には、ステップ125へ移行する。そして、ステップ125において、下限回転数NRTと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果を燃料カット開始回転数EMFNEとして設定する。

0051

その後、ステップ124又はステップ125から移行してステップ126においては、今回設定された燃料カット開始回転数EMFNEからそれに対する初期設定オフセット値KEMFRBを減算し、その減算結果を燃料カット終了回転数EMFRTとして設定する。そして、その後の処理を一旦終了する。

0052

一方、ステップ121において、燃料カット要求フラグXFCRQが「1」の場合には、サブスロットル制御系に異常があるものとして、ステップ127へ移行し、ステップ127〜ステップ136の処理を実行する。

0053

即ち、ステップ127においては、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」であるか否かを判断する。ここで、燃料カット実行フラグXEMFCが「0」の場合には、既に燃料カットから通常の燃料噴射へ復帰しているものとして、ステップ128へ移行する。

0054

ステップ128においては、今回のエンジン回転数NE1が今回設定された燃料カット開始回転数EMFNE以上であるか否かを判断する。そして、今回のエンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNE未満の場合には、通常の燃料噴射を継続させるべく、その後の処理を一旦終了する。今回のエンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNE以上の場合には、燃料カットを開始すべく、ステップ129へ移行する。そして、ステップ129において、燃料カット実行フラグXEMFCを「1」に設定し、その後の処理を一旦終了する。

0055

一方、ステップ127において、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」の場合には、既に燃料カットが実行されているものとして、ステップ130へ移行する。ステップ130においては、今回までの下限回転数NRTを下限回転数記憶値REMFCとして設定する。そして、ステップ131において、下限回転数記憶値REMFCが今回の燃料カット終了回転数EMFRTよりも大きいか否かを判断する。ここで、下限回転数記憶値REMFCが燃料カット終了回転数EMFRTよりも大きい場合には、ステップ132へ移行する。下限回転数記憶値REMFCが燃料カット終了回転数EMFRTよりも大きくない場合には、ステップ133へ移行する。ステップ132においては、今回のエンジン回転数NE1が下限回転数記憶値REMFC未満であるか否かを判断する。そして、エンジン回転数NE1が下限回転数記憶値REMFC未満の場合には、燃料カットを終了して通常の燃料噴射へ復帰すべく、ステップ134へ移行する。今回のエンジン回転数NE1が下限回転数記憶値REMFC以上の場合には、そのまま燃料カットを継続すべく、その後の処理を一旦終了する。

0056

一方、ステップ131から移行してステップ133においては、今回のエンジン回転数NE1が燃料カット終了回転数EMFRT未満であるか否かを判断する。ここで、今回のエンジン回転数NE1が燃料カット終了回転数EMFRT未満の場合には、燃料カットを終了して通常の燃料噴射へ復帰すべく、ステップ134へ移行する。今回のエンジン回転数NE1が燃料カット終了回転数EMFRT以上の場合には、そのまま燃料カットを継続すべく、その後の処理を一旦終了する。

0057

ステップ132又はステップ133から移行してステップ134においては、燃料カットを終了して通常の燃料噴射へ復帰すべく、燃料カット実行フラグXEMFCを「0」に設定する。

0058

その後、ステップ135において、燃料カット開始回転数EMFNEが、下限回転数記憶値REMFCと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きいか否かを判断する。そして、燃料カット開始回転数EMFNEが、下限回転数記憶値REMFCと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きい場合には、そのまま燃料カット開始回転数EMFNEを変更することなく、その後の処理を一旦終了する。燃料カット開始回転数EMFNEが、下限回転数記憶値REMFCと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きくない場合には、ステップ136へ移行する。そして、ステップ136において、下限回転数記憶値REMFCと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果を新たな燃料カット開始回転数EMFNEとして設定して、その後の処理を一旦終了する。このステップ135及びステップ136の処理では、燃料カット開始回転数EMFNE及び燃料カット終了回転数EMFRTが設定されてから、下限回転数NRTが変化している可能性があることから、再び燃料カット開始回転数EMFNEがチェックされるのである。そして、燃料カット開始回転数EMFNEが下限回転数NRTよりも常に大きくなるように設定されるのである。

0059

上記のようにフェイルセーフ処理のための演算が実行され、サブスロットル制御系の異常時に断続的な燃料カットを実行すべく、後述する「燃料噴射量制御ルーチン」で使用される燃料カット実行フラグXEMFCが「0」又は「1」に設定される。又、断続的な料カットの処理を、異常発生直前のエンジン回転数NEの大きさに応じて行うために、異常時基準回転数としての、燃料カット開始回転数EMFNE、燃料カット終了回転数EMFRT及び下限回転数NRT等がそれぞれ設定される。

0060

図9はエンジン・変速機ECU51により実行される「燃料噴射量制御ルーチン」を示すフローチャートであり、このルーチンは所定時間毎の定時割り込みで実行される。

0061

処理がこのルーチンへ移行すると、先ずステップ210において、アクセルセンサ33、吸気圧センサ34、酸素センサ35、水温センサ36及び回転数センサ37等からの各種信号に基づき、アクセル開度ACCP、吸気圧PM、酸素濃度Ox、冷却水温THW及びエンジン回転数NEをそれぞれ読み込む。又、前述した「フェイルセーフ演算ルーチン」にて設定される燃料カット実行フラグXEMFCを読み込む。

0062

続いて、ステップ220において、今回読み込まれアクセル開度ACCP、吸気圧PM、酸素濃度Ox、冷却水温THW及びエンジン回転数NE等に基づき、今回の運転状態に応じた目標噴射量TAUを算出する。

0063

次に、ステップ230において、今回読み込まれた燃料カット実行フラグXEMFCが「0」であるか否かを判断する。ここで、この燃料カット実行フラグXEMFCが「0」の場合には、通常の燃料噴射を実行すべく、ステップ240へ移行する。そして、ステップ240において、所要のタイミングで、目標噴射量TAUに基づき各インジェクタ5A〜5Dを開弁させることにより燃料噴射を実行し、その後の処理を一旦終了する。

0064

一方、ステップ230において、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」の場合には、燃料カットの実行が要求されているものとして、ステップ250へ移行する。そして、ステップ250において、各インジェクタ5A〜5Dを強制的に閉弁させることにより燃料カットを実行し、その後の処理を一旦終了する。

0065

上記のように燃料噴射量制御の処理が実行され、「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理結果を受けて、フェイルセーフ処理のための燃料カットが実行される。

0066

次に、上記のようなフェイルセーフ処理により得られる結果を図10図13に従って説明する。図10図13はフェイルセーフ処理におけるエンジン回転数NEと、それに対する燃料カット開始回転数EMFNE、燃料カット終了回転数EMFRT及び下限回転数NRT等の挙動を示すタイムチャートである。

0067

図10は下限回転数NRTが一定で、燃料カット終了回転数EMFRTが下限回転数NRTよりも高い場合を示している。この場合は、サブスロットル制御系の異常を判断すると、その異常判断直前のエンジン回転数NEを基準に、それよりも初期設定オフセット値KEMFNBだけ高い燃料カット開始回転数EMFNEが異常時基準回転数として設定される。又、その燃料カット開始回転数EMFNEよりも初期設定オフセット値KEMFRBだけ低い燃料カット終了回転数EMFRTが異常時基準回転数として設定される。そして、燃料カット終了回転数EMFRTが下限回転数NRTよりも大きいことから、燃料カット開始回転数EMFNEと燃料カット終了回転数EMFRTとの間で断続的な燃料カットが実行される。即ち、エンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNEまで上がると、燃料カットが開始され、その後、エンジン回転数NE1が燃料カット終了回転数EMFRTまで下がると、燃料カットが終了されて通常の燃料噴射へと復帰する。その後、エンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNEまで上がると、再び燃料カットが開始される。これにより、エンジン回転数NE1は燃料カット開始回転数EMFNEと燃料カット終了回転数EMFRTとの間でハンチングを繰り返すように変動することになる。

0068

図11は下限回転数NRTが一定で、燃料カット終了回転数EMFRTが下限回転数NRTよりも低い場合を示している。この場合は、サブスロットル制御系に異常が発生すると、その異常発生直前のエンジン回転数NEを基準に、それよりも初期設定オフセット値KEMFNBだけ高い燃料カット開始回転数EMFNEが異常時基準回転数として設定される。そして、燃料カット終了回転数EMFRTが下限回転数NRTよりも低いことから、下限回転数NRTがした側の異常時基準回転数として設定され、それら燃料カット開始回転数EMFNEと下限回転数NRTとの間で断続的な燃料カットが実行される。即ち、エンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNEまで上がると、燃料カットが開始され、その後、エンジン回転数NE1が下限回転数NRTまで下がると、燃料カットが終了されて通常の燃料噴射へと復帰する。その後、エンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNEまで上がると、再び燃料カットが開始される。これにより、エンジン回転数NE1は燃料カット開始回転数EMFNEと下限回転数NRTとの間でハンチングを繰り返すように変動することになる。

0069

図12は下限回転数NRTが一定で、燃料カット終了回転数EMFRTが下限回転数NRTよりも低く、且つ燃料カット開始回転数EMFNEと下限回転数NRTとの間が、最小回転数幅KEMHYSよりも小さい場合を示している。

0070

この場合は、サブスロットル制御系に異常が発生すると、その異常発生直前のエンジン回転数NEを基準に、それよりも初期設定オフセット値KEMFNBだけ高い燃料カット開始回転数EMFNEが設定される。しかし、燃料カット開始回転数EMFNEと下限回転数NRTとの間が、最小回転数幅KEMHYSよりも小さいことから、下限回転数NRTと最小回転数幅KEMHYSとの加算値(NRT+KEMHYS)が上側の異常時基準回転数として設定される。又、下限回転数NRTが下側の異常時基準回転数として設定される。そして、加算値(NRT+KEMHYS)と下限回転数NRTとの間で断続的な燃料カットが実行される。即ち、エンジン回転数NE1が加算値(NRT+KEMHYS)まで上がると、燃料カットが開始され、その後、エンジン回転数NE1が下限回転数NRTまで下がると、燃料カットが終了されて通常の燃料噴射へと復帰する。その後、エンジン回転数NE1が加算値(NRT+KEMHYS)まで上がると、再び燃料カットが開始される。これにより、エンジン回転数NE1は加算値(NRT+KEMHYS)と下限回転数NRTとの間でハンチングを繰り返すように変動することになる。ここでは、少なくとも最小回転数幅KEMHYSの分だけエンジン回転NEのハンチング幅が確保されることになる。

0071

図13は、下限回転数NRTがエアコン負荷や電気負荷等の変化に起因して途中で変化し、下限回転数NRTが燃料カット終了回転数EMFRTを越えた場合を示している。

0072

ここで、サブスロットル制御系に異常が発生した時点でエアコン負荷等が特に無い場合には、異常発生直前のエンジン回転数NEを基準に設定された燃料カット開始回転数EMFNEと燃料カット終了回転数EMFRTとの間で断続的な燃料カットが実行される。その後、途中でエアコン負荷等が発生して下限回転数NRTが高くなると、その下限回転数NRTから最小回転数幅KEMHYSの分だけ嵩上げされた値が燃料カット開始回転数EMFNEとして設定される。そして、その燃料カット開始回転数EMFNEと下限回転数NRTとの間で断続的な燃料カットが実行される。これにより、エンジン回転数NE1は下限回転数NRTの途中変化に応じて、燃料カット開始回転数EMFNEと燃料カット終了回転数EMFRT若しくは下限回転数NRTとの間でハンチングを繰り返すように変動することになる。そして、エアコン負荷等に起因してエンジン1に対する負荷が大きくなっても、燃料カットの際にエンジン回転数NEが下がり過ぎることはなく、エンジンストールを未然に回避することができる。

0073

以上説明したようにこの実施例の構成によれば、サブスロットル制御系に係る異常が発生したときに、その異常発生直前におけるエンジン回転数NEに応じて、それに近接した上側及び下側の異常時基準回転数が設定される。即ち、異常時に基準とすべき燃料カット開始回転数EMFNE、燃料カット終了回転数EMFRT及び下限回転数NRT等が設定される。そして、異常時に検出されるエンジン回転数NE1が、燃料カット開始回転数EMFNEと燃料カット終了回転数EMFRTとの間で、或いは、燃料カット開始回転数EMFNEと下限回転数NRTとの間等でハンチングを繰り返すように、つまりは異常発生直前のエンジン回転数NEを維持するように、各インジェクタ5A〜5Dが駆動制御されて断続的な燃料カットが実行される。

0074

従って、サブスロットル制御系の異常発生時には、サブスロットル弁8に代わって各インジェクタ5A〜5Dが駆動制御され、エンジン1の出力が制御される。しかも、エンジン回転数NEが、異常発生直前のエンジン回転数NEに近接した燃料カット開始回転数EMFNE、燃料カット終了回転数EMFRT及び下限回転数NRT等を基準に、ハンチングを繰り返すように制御される。そのため、異常時にエンジン回転数NE1が急激に変化することはなく、そのエンジン回転数NE1が下がり過ぎることもない。その結果、エンジン1の急激な減速ショックを防止することができ、エンジンストールを回避することができ、その上でエンジン1のオーバランを未然に防止することができる。又、エンジンストールを回避できることから、サブスロットル制御系の異常発生後における車両の退避走行を可能とすることができる。

0075

又、この実施例では、スロットル制御系の異常を判断したときに、エンジン回転数NE1がハンチングを繰り返すように変動することから、エンジン回転数NE1はある周期をもって変化することになる。従って、エンジン回転数NE1の周期的な変化により、エンジン1に断続的な挙動が発生することになる。又、エンジン1の挙動に起因して車両に断続的な前後挙動が発生することになる。ここで、エンジン回転数NE1の周期的な変化において、少なくとも最小回転数幅KEMHYSのハンチング幅が確保され、そのハンチング幅はエンジン1に対する負荷変化にかかわらず確保されることになる。そのため、エンジン1、車両にはある程度のレベルの断続的な挙動が確保される。その結果、エンジン回転数NEの変化に起因した減速ショックを低減させることができ、その上で、スロットル制御系が異常であることを運転者に体感させて知らせることができる。

0076

(第2実施例)次に、第1及び第3の発明における内燃機関のスロットル弁制御装置を具体化した第2実施例を図14図20に従って説明する。尚、この実施例で適用されるガソリンエンジンシステムの構成については、前記第1実施例のそれと基本的に同じであるものとして、同一の部材については同一の符号を付して説明を省略する。そして、この実施例では、エンジン・変速機ECU51により第2の駆動制御手段が構成されており、「フェイルセーフ演算ルーチン」の内容の点で前記第1実施例のそれと異なっている。

0077

即ち、図14図18は、エンジン・変速機ECU51により実行される「フェイルセーフ演算ルーチン」を示すフローチャートである。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ301〜ステップ308の処理が実行される。このステップ301〜ステップ308の処理内容は、前記第1実施例の図7のフローチャートにおけるステップ101〜ステップ108の処理内容と同じであることから、説明を省略する。このステップ301〜ステップ308では、エンジン1の出力状態等から燃料カット要求フラグXFCRQが「1」又は「0」に設定されるのである。

0078

そして、ステップ305〜ステップ308から移行してステップ309においては、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」であるか否かを判断する。ここで、燃料カット実行フラグXEMFCが「0」の場合には、燃料カットから通常の燃料噴射へ復帰したものとして、ステップ310において、燃料カット終了後時間CEMINJを所定の単位時間だけインクリメントする。この燃料カット終了後時間CEMINJは、燃料カットから通常の燃料噴へ復帰してからの経過時間を示すものである。一方、ステップ309において、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」の場合には、ステップ311において、燃料カット実行時間CEMFTMを所定の単位時間だけインクリメントする。この燃料カット実行時間CEMFTMは、燃料カットが開始されてからの経過時間を示すものである。

0079

そして、ステップ310又はステップ311から移行してステップ321においては、今回読み込まれたメインスロットル開度TAMが「θ1°」未満であるか否かを判断する。ここで、メインスロットル開度TAMが「θ1°」未満の場合には、そのままステップ327へ移行する。メインスロットル開度TAMが「θ1°」以上の場合には、ステップ322へ移行する。

0080

ステップ322においては、燃料カット終了後時間CEMINJが所定値である「T2s」以上であるか否かを判断する。ここで、燃料カット終了後時間CEMINJが「T2s」以上の場合には、そのままステップ327へ移行する。燃料カット終了後時間CEMINJが「T2s」未満の場合には、ステップ323へ移行する。

0081

ステップ323においては、燃料カット終了回転数EMFRTが燃料カット開始回転数EMFNE以上であるか否かを判断する。ここで、燃料カット終了回転数EMFRTは、燃料カットから通常の燃料噴射へ復帰する際に基準となるエンジン回転数NEを示すものである。又、燃料カット開始回転数EMFNEは、燃料カットを開始するために基準となるエンジン回転数NEを示すものである。そして、ステップ323において、燃料カット終了回転数EMFRTが燃料カット開始回転数EMFNE以上の場合には、そのままステップ327へ移行する。燃料カット終了回転数EMFRTが燃料カット開始回転数EMFNE未満の場合には、ステップ324へ移行する。

0082

ステップ324においては、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXが所定値である「T3s(T3>T2)」以上であるか否かを判断する。ここで、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXは別途の処理ルーチンにおいて計時されるものである。即ち、同時間CEMEXは、サブスロットル制御系に異常が検出されて断続的な燃料カットの処理が開始されてからの継続時間を示すものである。そして、ステップ324において、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXが「T3s」以上の場合には、そのままステップ327へ移行する。フェイルセーフ処理継続時間CEMEXが「T3s」未満の場合には、ステップ325へ移行する。

0083

ステップ325においては、前述した燃料カット要求フラグXFCRQが「1」であるか否かを判断する。そして、燃料カット要求フラグXFCRQが「1」の場合には、断続的な燃料カットの実行が未だ要求されているものとして、そのままステップ331へ移行する。燃料カット要求フラグXFCRQが「0」の場合には、確認のためにステップ326へ移行する。

0084

ステップ326においては、前述した吸気圧上昇遅れ時間CTFDPが「T1ms」未満であるか否かを判断する。ここで、吸気圧上昇遅れ時間CTFDPが「T1ms」以上の場合には、エンジン出力の変化が過剰であり、断続的な燃料カットの処理が要求されているものとして、そのままステップ331へ移行する。吸気圧上昇遅れ時間CTFDPが「T1ms」以上の場合には、ステップ327へ移行する。

0085

そして、ステップ321〜324又はステップ326から移行してステップ327においては、サブスロットル制御系に係る異常がないものとして、サブスロットル制御異常フラグXTHFを「0」に設定する。又、ステップ328においては、断続的な燃料カットの実行の必要性がないものとして、燃料カット要求フラグXFCRQを「0」に設定する。

0086

その後、ステップ325、ステップ326又はステップ328から移行してステップ331においては、燃料カット要求フラグXFCRQが「1」であるか否かを判断する。ここで、燃料カット要求フラグXFCRQが「0」の場合には、サブスロットル制御系が正常で燃料カットが要求されていないものとして、ステップ332へ移行し、ステップ332〜ステップ342の処理を実行する。

0087

即ち、ステップ332において、燃料カットを中止すべく燃料カット実行フラグXEMFCを「0」に設定する。又、ステップ333において、燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFNを「1」に設定する。この燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFNは、燃料カット開始回転数EMFNEの更新を禁止する場合に「1」に、許可する場合に「0」に設定されるものである。更に、ステップ334において、燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRを「1」に設定する。この燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRは、燃料カット終了回転数EMFRTの更新を禁止する場合に「1」に、許可する場合に「0」に設定されるものである。

0088

そして、ステップ335においては、今回読み込まれたエンジン回転数NE1とそれに対する初期設定オフセット値KEMFNBとの加算結果が、下限回転数NRTと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きいか否かを判断する。このステップ335において、エンジン回転数NE1と初期設定オフセット値KEMFNBとの加算結果が、下限回転数NRTと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きい場合には、ステップ336へ移行する。そして、ステップ336において、エンジン回転数NE1と初期設定オフセット値KEMFNBとの加算結果を燃料カット開始回転数EMFNEとして設定する。一方、ステップ335において、エンジン回転数NE1と初期設定オフセット値KEMFNBとの加算結果が、下限回転数NRTと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きくない場合には、ステップ337へ移行する。そして、ステップ337において、下限回転数NRTと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果を燃料カット開始回転数EMFNEとして設定する。

0089

その後、ステップ336又はステップ337から移行してステップ338においては、今回設定された燃料カット開始回転数EMFNEからそれに対する初期設定オフセット値KEMFRBを減算し、その減算結果を燃料カット終了回転数EMFRTとして設定する。

0090

続く、ステップ339においては、燃料カットの制限時間に関する初期設定値KEMFTBを燃料カット制限時間EMFTMとして設定する。又、ステップ340においては、燃料カット実行時間CEMFTMを「0」にリセットする。更に、ステップ341においては、燃料カット終了後時間CEMINJを「0」にリセットする。そして、ステップ342においては、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXを「0」にリセットして、その後の処理を一旦終了する。

0091

一方、ステップ331において、燃料カット要求フラグXFCRQが「1」の場合には、サブスロットル制御系に異常があるものとして、ステップ351へ移行する。

0092

ステップ351においては、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」であるか否かを判断する。ここで、燃料カット実行フラグXEMFCが「0」の場合には、既に燃料カットから通常の燃料噴射へ復帰しているものとして、ステップ352へ移行する。

0093

ステップ352においては、今回読み込まれたエンジン回転数NE1が今回設定された燃料カット開始回転数EMFNE以上であるか否かを判断する。そして、今回のエンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNE未満の場合には、通常の燃料噴射を実行しているものとして、そのままその後の処理を一旦終了する。エンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNE以上の場合には、ステップ353へ移行する。

0094

ステップ353においては、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXが「T3s」以上であるか否かを判断する。ここで、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXが「T3s」以上の場合には、フェイルセーフ処理としての断続的な燃料カットの実行を終了しているものとして、そのままその後の処理を一旦終了する。フェイルセーフ処理継続時間CEMEXが「T3s」未満の場合には、ステップ354へ移行する。

0095

ステップ354においては、燃料カット終了後時間CEMINJが所定値である「2s」以上であるか否かを判断する。ここで、燃料カット終了後時間CEMINJが「2s」以上の場合には、そのままその後の処理を一旦終了する。燃料カット終了後時間CEMINJが「2s」未満の場合には、ステップ352〜ステップ353の判断により燃料カットの実行条件成立したものとしてステップ355へ移行する。

0096

そして、ステップ355において、燃料カットを実行すべく燃料カット実行フラグXEMFCを「1」に設定する。又、ステップ356において、燃料カット終了回転数EMFRTの更新を許可すべく燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRを「0」に設定する。更に、ステップ357において、燃料カット終了後時間CEMINJを「0」にリセットする。

0097

そして、ステップ358において、燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFNが「1」であるか否かを判断する。ここで、燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFNが「1」の場合には、燃料カット開始回転数EMFNEの更新が禁止されているものとして、そのままその後の処理を一旦終了する。燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFNが「0」の場合には、燃料カット開始回転数EMFNEの更新が許可されているものとして、ステップ359へ移行する。

0098

ステップ359においては、燃料カット開始回転数EMFNEにその増分値KIEMFNを加算し、その加算結果を新たな燃料カット開始回転数EMFNEとして設定する。即ち、燃料カット開始回転数EMFNEを増加させるのである。又、ステップ360において、燃料カット開始回転数EMFNEの更新を禁止すべく、燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFNを「1」に設定して、その後の処理を一旦終了する。

0099

一方、ステップ351において、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」の場合には、既に燃料カットが実行されているものとして、ステップ361へ移行する。ステップ361においては、今回までの下限回転数NRTを下限回転数記憶値REMFCとして設定する。そして、ステップ362において、下限回転数記憶値REMFCが今回の燃料カット終了回転数EMFRTよりも大きいか否かを判断する。ここで、下限回転数記憶値REMFCが燃料カット終了回転数EMFRTよりも大きい場合には、ステップ363へ移行する。下限回転数記憶値REMFCが燃料カット終了回転数EMFRTよりも大きくない場合には、ステップ364へ移行する。

0100

ステップ363においては、今回のエンジン回転数NE1が下限回転数記憶値REMFC未満であるか否かを判断する。そして、エンジン回転数NE1が下限回転数記憶値REMFC未満の場合には、そのままステップ367へ移行する。エンジン回転数NE1が下限回転数記憶値REMFC以上の場合には、ステップ365へ移行する。

0101

一方、ステップ362から移行してステップ364においては、今回のエンジン回転数NE1が燃料カット終了回転数EMFRT未満であるか否かを判断する。ここで、エンジン回転数NE1が燃料カット終了回転数EMFRT未満の場合には、そのままステップ367へ移行する。エンジン回転数NE1が燃料カット終了回転数EMFRT以上の場合には、ステップ365へ移行する。

0102

ステップ363又はステップ364から移行してステップ365においては、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXが「T3s」以上であるか否かを判断する。ここで、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXが「T3s」以上の場合には、そのままステップ367へ移行する。フェイルセーフ処理継続時間CEMEXが「T3s」未満の場合には、ステップ366へ移行する。

0103

ステップ366においては、燃料カット実行時間CEMFTMが燃料カット制限時間EMFTM未満であるか否かを判断する。そして、燃料カット実行時間CEMFTMが燃料カット制限時間EMFTM未満の場合には、そのままその後の処理を一旦終了する。燃料カット実行時間CEMFTMが燃料カット制限時間EMFTM以上の場合には、ステップ367へ移行する。

0104

ステップ363〜ステップ366から移行してステップ367においては、燃料カットを終了すべく、燃料カット実行フラグXEMFCを「0」に設定する。又、ステップ368において、燃料カット開始回転数EMFNEの更新を許可すべく、燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFNを「0」に設定する。更に、ステップ369において、燃料カット実行時間CEMFTMを「0」にリセットする。

0105

その後、ステップ370において、燃料カット開始回転数EMFNEが、下限回転数記憶値REMFCと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きいか否かを判断する。そして、燃料カット開始回転数EMFNEが、下限回転数記憶値REMFCと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きい場合には、そのままステップ372へ移行する。燃料カット開始回転数EMFNEが、下限回転数記憶値REMFCと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果よりも大きくない場合には、ステップ371へ移行する。そして、ステップ371において、下限回転数記憶値REMFCと最小回転数幅KEMHYSとの加算結果を新たな燃料カット開始回転数EMFNEとして設定する。

0106

そして、ステップ370又はステップ371から移行してステップ372においては、燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRが「1」であるか否かを判断する。ここで、燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRが「1」の場合には、燃料カット終了回転数EMFRTの更新が禁止されているものとして、その後の処理を一旦終了する。燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRが「0」の場合には、燃料カット終了回転数EMFRTの更新が許可されているものとして、ステップ373へ移行する。

0107

ステップ373においては、今回までの燃料カット終了回転数EMFRTにその増分値KIEMFRを加算し、その加算結果を新たな燃料カット終了回転数EMFRTとして設定する。即ち、燃料カット終了回転数EMFRTを増加させる。又、ステップ374において、今回までの燃料カット制限時間EMFTMにその増分値KIEMFTを加算し、その加算結果を新たな燃料カット制限時間EMFTMとして設定する。即ち、燃料カット制限時間EMFTMを増加させる。そして、ステップ375において、燃料カット終了回転数EMFRTの更新を禁止すべく、燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRを「1」に設定して、その後の処理を一旦終了する。

0108

上記のようにフェイルセーフ処理のための演算が実行され、サブスロットル制御系の異常時に断続的な燃料カットを実行すべく、「燃料噴射量制御ルーチン」で使用される燃料カット実行フラグXEMFCが「0」又は「1」に設定される。同様に、燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFN及び燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRがそれぞれ「0」又は「1」に設定される。更に、断続的な料カットの処理を、異常発生直前のエンジン回転数NE1の大きさに応じて行うために、異常時基準回転数としての、燃料カット開始回転数EMFNE、燃料カット終了回転数EMFRT及び下限回転数NRT等がそれぞれ設定される。

0109

そして、この実施例においても、上記のように設定される燃料カット実行フラグXEMFCが「燃料噴射量制御ルーチン」において使用され、フェイルセーフ処理のための燃料カットが実行される。ここでは、「燃料噴射量制御ルーチン」の処理内容が前記第1実施例のそれと同じであるものとして、その説明を省略する。

0110

次に、上記のようなフェイルセーフ処理により得られる結果の一例を図19及び図20に従って説明する。図19のタイムチャートは、フェイルセーフ処理におけるエンジン回転数NEと、それに対する燃料カット要求フラグXFCRQ、燃料カット実行フラグXEMFC、燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFN及び燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRの挙動を示している。加えて、燃料カット開始回転数EMFNE、燃料カット終了回転数EMFRT、燃料カット制限時間EMFTM、燃料カット実行時間CEMFTM及びフェイルセーフ処理継続時間CEMEXの挙動を示している。尚、ここでは、サブスロットル弁8が全開状態で固着して異常となったときに、運転者が加速を要求してアクセルペダル10を踏み続けた場合が想定されている。

0111

今、時刻t0でサブスロットル制御系が正常であるとすると、燃料カット要求フラグXFCRQ及び燃料カット実行フラグXEMFCはそれぞれ「0」となり、燃料カット開始回転数変更禁止フラグXEMFN及び燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRはそれぞれ「1」となる。これにより、燃料カット開始回転数EMFNE及び燃料カット終了回転数EMFRTの更新がそれぞれ許可される。そして、そのときのエンジン回転数NEを基準に、それよりも初期設定オフセット値KEMFNBだけ高い回転数が異常時基準回転数としての燃料カット開始回転数EMFNEに設定される。又、その燃料カット開始回転数EMFNEよりも初期設定オフセット値KEMFRBだけ低い回転数が異常時基準回転数としての燃料カット終了回転数EMFRTに設定される。更に、燃料カット実行時間CEMFTMは「0」にリセットされ、初期設定値KEMFTBの分の時間が燃料カット制限時間EMFTMとして設定される。加えて、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXは「0」にリセットされる。

0112

ここで、時刻t1でサブスロットル制御系に異常が発生すると、エンジン回転数NE1が上昇し始め、燃料カット要求フラグXFCRQは「1」に変わる。又、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXのインクリメントが開始される。

0113

その後、時刻t2でエンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNEに達すると、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」に変わり、最初の燃料カットが開始される。これにより、エンジン回転数NE1が下がり始める。又、燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRが「0」に変わり、燃料カット実行時間CEMFTMのインクリメントが開始される。

0114

そして、時刻t3において、燃料カット実行時間CEMFTMが燃料カット制限時間EMFTMを上回ると、燃料カット実行フラグXEMFCが「0」に変わり、燃料カットが終了されて通常の燃料噴射へ復帰される。これにより、エンジン回転数NE1が上がり始める。このとき、燃料カット実行時間CEMFTMは「0」にリセットされ、燃料カット制限時間EMFTMはその増分値KIEMFTだけ嵩上げされる。又、燃料カット終了回転数EMFRTがその増分値KIEMFRだけ嵩上げされた上で、燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRが「1」に変わる。更に、燃料カット開始回転数変更禁止フラグXEMFNが「0」に変わる。

0115

続いて、時刻t4において、エンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNEに達すると、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」に変わり、再び燃料カットが開始される。これにより、エンジン回転数NE1が再び下がり始める。又、燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRが「0」に変わり、燃料カット実行時間CEMFTMのインクリメントが開始される。更に、燃料カット開始回転数EMFNがその増分値KIEMFNだけ嵩上げさた上で、燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFNが「1」に変わる。

0116

そして、時刻t5において、燃料カット実行時間CEMFTMが燃料カット制限時間EMFTMに達すよりも前に、エンジン回転数NE1が燃料カット終了開始回転数EMFRTまで下がると、燃料カット実行フラグXEMFCが「0」に変わる。これにより、燃料カットが終了されて通常の燃料噴射へと復帰される。このとき、燃料カット実行時間CEMFTMは「0」にリセットされ、燃料カット制限時間EMFTMはその増分値KIEMFTだけ嵩上げされる。又、燃料カット終了回転数EMFRTがその増分値KIEMFRだけ嵩上げされた上で、燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRが「1」に変わる。更に、燃料カット開始回転数変更禁止フラグXEMFNが「0」に変わる。

0117

その後、運転者によりアクセルペダル10が踏み続けられてメインスロットル弁9が開かれたままであると、時刻t6において、エンジン回転数NE1は前回よりも高い燃料カット開始回転数EMFNEに達する。そして、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」に変わり、再び燃料カットが開始される。これにより、エンジン回転数NE1が再び下がり始める。又、燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRが「0」に変わり、燃料カット実行時間CEMFTMのインクリメントが開始される。更に、燃料カット開始回転数EMFNがその増分値KIEMFNだけ嵩上げさた上で、燃料カット開始回転数更新禁止フラグXEMFNが「1」に変わる。

0118

そして、時刻t7において、フェイルセーフ処理継続時間CEMEXが「T3s」に達すると、燃料カット要求フラグXFCRQが「0」に変わり、燃料カット実行フラグXEMFCが「0」に変わる。そして、燃料カットが終了されて通常の燃料噴射へと復帰され、その後の燃料カットは行われない。このとき、燃料カット実行時間CEMFTMは「0」にリセットされ、燃料カット制限時間EMFTMはその増分値KIEMFTだけ嵩上げされる。又、燃料カット終了回転数EMFRTがその増分値KIEMFRだけ嵩上げされた上で、燃料カット終了回転数更新禁止フラグXEMFRが「1」に変わる。更に、燃料カット開始回転数変更禁止フラグXEMFNが「0」に変わる。

0119

従って、上記の場合によれば、サブスロットル制御系の異常発生時に、サブスロットル弁8に代わって各インジェクタ5A〜5Dが駆動制御されて、エンジン1の出力が制御される。しかも、異常時のエンジン回転数NE1は、その異常発生直前におけるエンジン回転数NEを維持するように制御される。併せて、エンジン回転数NE1は、異常発生後の条件変化に応じて、そのエンジン回転数NE1に近接した燃料カット開始回転数EMFNEと燃料カット終了回転数EMFRT等とを基準に、ハンチングを繰り返すように制御される。そのため、異常時にエンジン回転数NE1が急激に変化することはなく、エンジン回転数NE1が下がり過ぎることもない。又、異常時に運転者がアクセルペダル10を踏み続けた場合には、エンジン回転数NE1が徐々に加速されて増大することになり、エンジン1の急激な減速ショックを防止できることは勿論のこと、エンジンストールを回避することができ、その上でエンジン1のオーバランを未然に防止することができる。又、異常時にもエンジン1の加速が可能であることから、異常時における退避走行をよりスムーズなものにすることができる。

0120

一方、異常発生直前に設定される燃料カット開始回転数EMFNE及び燃料カット終了回転数EMFRTのための各初期設定オフセット値KEMFNB,KEMFRBの適合によって、以下のようなエンジン回転数NEの挙動が得られる。即ち、初期設定オフセット値KEMFNBを小さくし、それに対する初期設定オフセット値KEMFRBを比較的大きくする。図20のタイムチャートは燃料カット要求フラグXFCRQが「1」になるときに、上記のような各初期設定オフセット値KEMFNB,KEMFRBの適合により得られるエンジン回転数NE1、燃料カット開始回転数EMFNE及び燃料カット終了回転数EMFRTの関係を示している。又、燃料カット実行フラグXEMFC、燃料カット制限時間EMFTM及び燃料カット実行時間CEMFTMの挙動を示している。今、時刻t10でサブスロットル制御系に異常が発生すると、エンジン回転数NEが上昇し始め、燃料カット要求フラグXFCRQは「1」に変わる。

0121

その後、時刻t11でエンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNEに達すると、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」に変わり、最初の燃料カットが開始される。これにより、エンジン回転数NE1が下がり始め、燃料カット実行時間CEMFTMのインクリメントが開始される。

0122

そして、時刻t12において、燃料カット実行時間CEMFTMが燃料カット制限時間EMFTMを上回ると、燃料カット実行フラグXEMFCが「0」に変わり、燃料カットが終了されて通常の燃料噴射へ復帰される。これにより、エンジン回転数NE1が上がり始める。このとき、燃料カット実行時間CEMFTMは「0」にリセットされ、燃料カット制限時間EMFTMはその増分値KIEMFTだけ嵩上げされる。

0123

続いて、時刻t13において、エンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNEに達すると、燃料カット実行フラグXEMFCが「1」に変わり、再び燃料カットが開始される。これにより、エンジン回転数NE1が再び下がり始める。又、燃料カット実行時間CEMFTMのインクリメントが開始される。

0124

そして、時刻t14において、燃料カット実行時間CEMFTMが燃料カット制限時間EMFTMを上回ると、燃料カット実行フラグXEMFCが「0」に変わり、燃料カットが終了されて通常の燃料噴射へ復帰される。これにより、エンジン回転数NEが上がり始める。このとき、燃料カット実行時間CEMFTMは「0」にリセットされ、燃料カット制限時間EMFTMはその増分値KIEMFTだけ嵩上げされる。

0125

その後、時刻t15以降では、エンジン回転数NE1が燃料カット終了回転数EMFRTを下回るまでの間で、時刻t11〜t14と同様に燃料カット実行フラグXEMFCが変わって燃料カットの開始と終了が行われる。又、エンジン回転数NEが変化して、燃料カット実行時間CEMFTMのインクリメントとリセットが行われ、燃料カット制限時間EMFTMの段階的な嵩上げが行われる。

0126

即ち、上記の場合によれば、サブスロットル制御系に係る異常が発生したときに、その異常発生直前におけるエンジン回転数NEに応じて、それに近接した上側及び下側の異常時基準回転数としての燃料カット開始回転数EMFNE、燃料カット終了回転数EMFRT等がそれぞれ設定される。そして、異常時のエンジン回転数NE1が、燃料カット開始回転数EMFNEに断続的に追従してハンチングを繰り返すように、即ち異常発生直前のエンジン回転数NEをほぼ維持するように、各インジェクタ5A〜5Dが駆動制御されて断続的な燃料カットが実行される。しかも、燃料カットの断続間隔が、最初は小さい状態から徐々に大きくなるように変化させられる。

0127

従って、サブスロットル制御系の異常発生時には、エンジン回転数NE1が燃料カット開始回転数EMFNEに断続的に追従するように制御されることから、エンジン回転数NE1はある周期をもってハンチングを繰り返すように変化することになる。よって、エンジン回転数NE1が急激に低下することはなく、エンジン回転数NE1が下がり過ぎることもない。加えて、エンジン回転数NE1の変化周期は、異常発生直後に小さく、その後徐々に大きくなるように変化することから、異常発生直後におけるエンジン回転数NE1の変化が更に小さく抑えられる。その結果、エンジン1の急激な減速ショックを防止することができ、エンジンストールを回避することができ、その上でエンジン1のオーバランを未然に防止することができる。又、異常発生直後の減速ショックを更に低減することができる。更には、エンジンストールを回避できることから、サブスロットル制御系の異常発生後における車両の退避走行が可能となる。

0128

加えて、スロットル制御系の異常を判断したときには、エンジン回転数NE1の周期的な変化により、エンジン1に断続的な挙動が発生することになり、併せて車両にも断続的な前後挙動が発生することになる。従って、エンジン1、車両にはある程度のレベルの断続的な挙動が確保される。又、この実施例では、エンジン回転数NE1のハンチング幅、即ち変動幅を時間の経過とともに変化させることができる。そのため、アクセルペダル10が踏み続けられるような場合には、エンジン回転数NE1が漸増して加速されると共に、エンジン1、車両の断続的な挙動が確保される。その結果、エンジン回転数NEの変化に起因した減速ショックを低減させることができ、その上で、スロットル制御系が異常であることを運転者に確実に体感させて知らせることができる。

0129

(第3実施例)次に、第2及び第3の発明における内燃機関のスロットル弁制御装置を具体化した第3実施例を図21図23に従って説明する。尚、この実施例で適用されるガソリンエンジンシステムの構成については、前記第1実施例のそれと基本的に同じであるものとして、同一の部材については同一の符号を付して説明を省略する。そして、この実施例では、エンジン・変速機ECU51により第3の駆動制御手段が構成されており、フェイルセーフ処理内容の点で前記各実施例のそれと異なっている。

0130

即ち、この実施例では、自動変速機16により出力変更手段が構成されており、車速センサ41により検出される車速SPDに基づき、自動変速機16を使用してフェイルセーフ処理が実行されるようになっている。

0131

図21,22は、エンジン・変速機ECU51により実行される「フェイルセーフ演算ルーチン」を示すフローチャートである。このフローチャートの処理内容は基本的には、前記第1実施例における図7,8のそれと同じである。但し、この実施例では、車速SPDに基づいてフェイルセーフ処理が行われることから、フローチャートのステップ401,423,424,428,432,433では、車速SPD,SPD1がエンジン回転数NE,NE1に代わって使用される。又、ステップ410,424,425,426,428,435,436では、変速ダウン開始車速EMFSPDが燃料カット開始回転数EMFNEに代わって使用される。更に、ステップ410,426,431,433では、変速ダウン終了車速EMFSRTが燃料カット終了回転数EMFRTに代わって使用される。加えて、ステップ423,425,430では、下限車速SRTが下限回転数NRTに代わって使用される。併せて、ステップ422,429,434では、変速ダウン実行フラグXESCHが燃料カット実行フラグXEMFCに代わって使用される。つまり、この実施例のフローチャートでは、フェイルセーフ処理のための演算が実行され、サブスロットル制御系の異常時に断続的な変速ダウンを実行すべく、後述する「ギア比制御ルーチン」で使用される変速ダウン実行フラグXESCHが「0」又は「1」に設定される。ここで、変速ダウン実行フラグXESCHが「1」の場合は変速ダウンの許可を示し、「0」の場合は変速ダウンの禁止を示している。又、断続的な変速ダウンの処理を、異常発生直前の車速SPDの大きさに応じて行うために、変速ダウン開始車速EMFSPD、変速ダウン終了車速EMFSRT及び下限車速SRT等がそれぞれ設定される。

0132

図23はエンジン・変速機ECU51により実行される「ギア比制御ルーチン」を示すフローチャートであり、このルーチンは所定時間毎の定時割り込みで実行される。

0133

処理がこのルーチンへ移行すると、先ずステップ510において、アクセルセンサ33、吸気圧センサ34、水温センサ36及び回転数センサ37等からの各種信号に基づき、アクセル開度ACCP、吸気圧PM、冷却水温THW及びエンジン回転数NEをそれぞれ読み込む。又、前述した「フェイルセーフ演算ルーチン」にて設定される変速ダウン実行フラグXESCHを読み込む。

0134

続いて、ステップ520において、今回読み込まれアクセル開度ACCP、吸気圧PM、冷却水温THW及びエンジン回転数NE等に基づき、今回の運転状態に応じた最適変速段を演算する。

0135

次に、ステップ530において、今回読み込まれた変速ダウン実行フラグXESCHが「0」であるか否かを判断する。ここで、この変速ダウン実行フラグXESCHが「0」の場合には、通常の変速制御を実行すべく、ステップ540へ移行する。そして、ステップ540において、今回演算された最適変速段に基づきアクチュエータ16aを駆動制御することにより自動変速機16を変速させ、その後の処理を一旦終了する。

0136

一方、ステップ530において、変速ダウン実行フラグXESCHが「1」の場合には、変速ダウンの実行が要求されているものとして、ステップ550へ移行する。そして、ステップ550においては、異常発生前の車速SPDを維持するための変速段を演算する。その後、ステップ540へ移行し、今回演算された変速段に基づきアクチュエータ16aを駆動制御することにより自動変速機16を変速させ、その後の処理を一旦終了する。

0137

上記のように自動変速機16におけるギア比制御の処理が実行され、「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理結果を受けて、フェイルセーフ処理のための変速ダウンの処理が実行される。

0138

ここで、上記のようなフェイルセーフ処理により得られる結果の一例を、下限車速SRTが一定で、変速ダウン終了車速EMFSRTが下限車速SRTよりも高い場合を想定して説明する。

0139

この場合は、サブスロットル制御系の異常を判断すると、その異常判断直前の車速SPDを基準に、それよりも初期設定オフセット値KEMFNBだけ高い変速ダウン開始車速EMFSPDが異常時基準車速として設定される。又、その変速ダウン開始車速EMFSPDよりも初期設定オフセット値KEMFRBだけ低い変速ダウン終了車速EMFSRTが異常時基準車速として設定される。そして、変速ダンウ終了車速EMFSRTが下限車速SRTよりも大きいことから、変速ダウン開始車速EMFSPDと変速ダウン終了車速EMFSRTとの間で断続的な変速ダウンが実行される。即ち、車速SPD1が変速ダウン開始車速EMFSPDまで上がると、変速ダウンが開始され、その後、車速SPD1が変速ダウン終了車速EMFSRTまで下がると、変速ダウンが終了されて通常の変速制御へと復帰する。その後、車速SPD1が変速ダウン開始車速EMFSPDまで上がると、再び変速ダウンが開始される。これにより、車速SPD1は変速ダウン開始車速EMFSPDと変速ダウン終了車速EMFSRTとの間でハンチングを繰り返すように変動することになる。

0140

以上説明したようにこの実施例の構成によれば、サブスロットル制御系に係る異常が発生したときに、その異常発生直前における車速SPDに応じて、それに近接した上側及び下側の異常時基準車速が設定される。即ち、異常時に基準とすべき変速ダウン開始車速EMFSPD、変速ダウン終了車速EMFSRT及び下限車速SRT等が設定される。そして、異常時に検出される車速SPD1が、変速ダウン開始車速EMFSPDと変速ダウン終了車速EMFSRTとの間で、或いは、変速ダウン開始車速EMFSPDと下限車速SRTとの間等でハンチングを繰り返すように、即ち異常発生直前の車速SPDを維持するように自動変速機16が駆動制御されて断続的な変速ダウンが実行される。

0141

従って、サブスロットル制御系の異常発生時には、サブスロットル弁8に代わって自動変速機16が駆動制御され、エンジン1の出力が制御される。しかも、車速SPDが、異常発生直前の車速SPDに近接した変速ダウン開始車速EMFSPD、変速ダウン終了車速EMFSRT及び下限車速SRT等を基準に、ハンチングを繰り返すように制御される。そのため、異常時に車速SPD1が急激に変化することはなく、その車速SPD1が下がり過ぎることもない。その結果、車両の急激な減速ショックを防止することができ、ドライバビリティの悪化を防止することができる。加えて、エンジンストールを回避することができ、その上でエンジン1のオーバランを防止することもできる。又、エンジンストールを回避できることから、サブスロットル制御系の異常発生後における車両の退避走行を可能にすることもできる。併せて、異常時には、断続的な変速ダウンによって車速SPDがハンチングを繰り返すように変化することから、車両にある程度の前後挙動が得られ、その挙動により異常発生の事態を運転者に体感させて知らせることもできる。

0142

尚、この発明は前記各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部を適宜に変更して次のように実施することもできる。
(1)前記各実施例では、リンクタイプのメインスロットル弁9とリンクレスタイプのサブスロットル弁8との2弁式の場合に具体化したが、リンクレスタイプのスロットル弁のみを有する1弁式の場合に具体化することもできる。特に、第2実施例を1弁式にした場合、異常発生後に燃料カット開始回転数EMFNEと燃料カット終了回転数EMFRTとを徐々に減算させてやることにより、エンジン回転数NE1の低減を滑らかにすることができる。

0143

(2)前記第1実施例では、サブスロットル制御系の異常時に、燃料カット開始回転数EMFNEと燃料カット終了回転数EMFRTとを異常時基準回転数として、異常時のエンジン回転数NE1が両回転数EMFNE,EMFRTに繰り返し近づくように、断続的な燃料カットを行うようにした。これに対し、サブスロットル制御系の異常時に、その異常発生直前に決定される一つの異常時基準回転数にエンジン回転数が収束するように、燃料噴射量制御を行うようにしてもよい。

0144

(3)前記第1及び第2の実施例では、インジェクタ5A〜5Dを出力変更手段として、サブスロットル制御系の異常時に燃料カットを断続的に行うフェイルセーフ処理を実行するようにした。これに対して、サブスロットル制御系の異常時に、エンジン1の減気筒運転を行うようにしてもよい。或いは、点火プラグ6A〜6Dを出力変更手段として、サブスロットル制御系の異常時に点火時期を遅角させたり進角させたりする点火時期制御を実行するようにしてもよい。

0145

(4)前記第3実施例では、自動変速機16を出力変更手段として、サブスロットル制御系の異常時に断続的な変速ダウンを行うようにした。これに対して、サブスロットル制御系の異常時に、各インジェクタ5A〜5Dにより断続的な燃料カットを実行するようにしてもよい。

0146

(5)前記各実施例では、運転者により操作されるアクセル操作手段としてアクセルペダル10を用いたが、アルセルレバーやそれ以外の操作部材を用いることもできる。

0147

(6)前記第1及び第2の実施例では、機関回転数検出手段とし回転数センサ37の代わりに車速センサを用いることもできる。つまり、エンジン回転数NEの代わりに車速SPDを用いることもできる。

0148

(7)前記各実施例では、4気筒のエンジン1に具体化したが、4以上の気筒数のエンジンに具体化することもできる。

発明の効果

0149

以上詳述したように、第1の発明によれば、スロットル制御系に係る異常が検出されたときに、異常発生直前に検出された機関回転数を維持するように出力変更手段を駆動制御している。従って、スロットル制御系に異常が発生したときには、スロットル弁に代わって出力変更手段により内燃機関の出力が制御される。しかも、機関回転数が異常発生直前の機関回転数を維持するように制御されることから、異常時に機関回転数が急激に変化することはなく、機関回転数が下がり過ぎることもない。その結果、スロットル制御系の異常時に、急激な減速ショックやエンジンストールを伴うことなく内燃機関のオーバランを未然に防止することができるという優れた効果を発揮する。

0150

第2の発明によれば、スロットル制御系に係る異常が検出されたときに、異常発生直前に検出された車両速度を維持するように出力変更手段を駆動制御している。従って、スロットル制御系に異常が発生したときには、スロットル弁に代わって出力変更手段により内燃機関の出力が制御される。しかも、車両速度が異常発生直前の車両速度を維持するように制御されることから、異常時に車両速度が急激に変化することはなく、車両速度が下がり過ぎることもない。その結果、スロットル制御系の異常時に、車両速度の急激な変化に起因したショックを低減することができ、ドライバビリティの悪化を防止することができるという優れた効果を発揮する。

0151

第3の発明によれば、スロットル制御系に係る異常が検出されたときに、異常発生直前に検出された機関回転数又は車両速度に基づき、機関回転数又は車両速度が所定幅で変動させるようにしている。従って、異常時には機関回転数又は車両速度が急激に変化することはなくある周期をもって変化することになり、機関回転数が下がり過ぎることもない。又、機関回転数又は車両速度の繰り返しの変化により、内燃機関M1又は車両には、断続的な挙動が発生する。その結果、スロットル制御系の異常時に、機関回転数や車両速度の変化に起因するショックを低減させながら、スロットル制御系が異常であることを運転者に体感させて知らせることができるという優れた効果を発揮する。

図面の簡単な説明

0152

図1第1の発明の基本的な概念構成を示す概念構成図である。
図2第2の発明の基本的な概念構成を示す概念構成図である。
図3第1及び第3の発明を具体化した第1実施例において、FR方式の自動車に適用してなるガソリンエンジンシステムを示す概略構成図である。
図4第1実施例において、サブスロットル弁とメインスロットル弁の配置状態等を示す概略構成図である。
図5第1実施例において、アクセル開度に対するメインスロットル開度及びサブスロットル開度の関係を示すマップである。
図6第1実施例において、エンジン・変速機ECUとスロットルECUの電気的構成を示すブロック図である。
図7第1実施例において、エンジン・変速機ECUにより実行される「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。
図8第1実施例において、同じく「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。
図9第1実施例において、エンジン・変速機ECUにより実行される「燃料噴射量制御ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。
図10第1実施例において、フェイルセーフ処理におけるエンジン回転数、燃料カット開始回転数、燃料カット終了回転数及び下限回転数等の挙動を示すタイムチャートである。
図11第1実施例において、同じくフェイルセーフ処理におけるエンジン回転数、燃料カット開始回転数、燃料カット終了回転数及び下限回転数等の挙動を示すタイムチャートである。
図12第1実施例において、同じくフェイルセーフ処理におけるエンジン回転数、燃料カット開始回転数、燃料カット終了回転数及び下限回転数等の挙動を示すタイムチャートである。
図13第1実施例において、同じくフェイルセーフ処理におけるエンジン回転数、燃料カット開始回転数、燃料カット終了回転数及び下限回転数等の挙動を示すタイムチャートである。
図14第1及び第3の発明を具体化した第2実施例において、エンジン・変速機ECUにより実行される「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。
図15第2実施例において、同じく「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。
図16第2実施例において、同じく「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。
図17第2実施例において、同じく「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。
図18第2実施例において、同じく「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。
図19第2実施例において、フェイルセーフ処理におけるエンジン回転数と、それに対する各種パラメータの挙動を示すタイムチャートである。
図20第2実施例において、同じくフェイルセーフ処理におけるエンジン回転数と、それに対する各種パラメータの挙動を示すタイムチャートである。
図21第2及び第3の発明を具体化した第3実施例において、エンジン・変速機ECUにより実行される「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。
図22第3実施例において、同じく「フェイルセーフ演算ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。
図23第3実施例において、エンジン・変速機ECUにより実行される「ギア比制御ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。

--

0153

1…内燃機関としてのエンジン、2…吸気系を構成する吸気通路、5A〜5Dは出力変更手段を構成するインジェクタ、8…サブスロットル弁、10…アクセル操作手段を構成するアクセルぺダル、11…アクチュエータとしてのステップモータ、16…出力変更手段を構成する自動変速機、31…メインスロットルセンサ、32…サブスロットルセンサ、33…アクセルセンサ、34…吸気圧センサ(31〜34は異常状態検出手段を構成している。)、37…機関回転数検出手段としての回転数センサ、51…第2の駆動制御手段及び第3の駆動制御手段を構成するエンジン・変速機ECU、52…第1の駆動制御手段を構成するスロットルECU。

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