JP2835118B2 - 内燃機関の運転パラメータを制御する装置 - Google Patents

内燃機関の運転パラメータを制御する装置

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Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 本発明は、請求の範囲第１項の前文に記載の内燃機関
の運転パラメータを制御する装置に関するものである。
内燃機関の運転パラメータを制御するこの種の装置
は、米国特許第4635607号に記載されている。同公報に
は内燃機関に供給する空気量を変化させるアクチュエー
タを有する燃料供給量制御装置が提案されている。この
場合に空気量を変化させるアクチュエータの作動信号が
限界値に達しているかどうかを検出することによって安
全運転上問題となる走行状態を識別し、さらに回転数の
値を検出することによってアイドリング回転数に変動が
あるかどうかを識別し、安全上問題となる走行状態が存
在する場合には燃料供給を遮断する条件を修正して絞り
弁開角が５°になるまでは回転数に従って線形に上昇し
続けるようにする手段が設けられている。
さらにドイツ特許公開公報第2801790号によれば、減
速運転の終了後アイドリング接点を開放することにより
選択可能な時間関数に従って燃料供給量を増大させるよ
うに制御することが知られている。それによって通常の
走行状態へスムーズに移行することができる。
さらにドイツ特許公開公報第2839467号によれば、ア
クチュエータの位置とアクセルペダル位置を検出するこ
とにより目標値制御されるアクチュエータの欠陥を識別
することが知られている。例えばアクセルペダルがアイ
ドリング位置にあって、アクチュエータ、特に絞り弁が
アイドリング位置以外の位置にある場合が考えられる。
この種の欠陥が存在する場合には、燃料供給を遮断して
回転数を減少させる。ドライバーがアクセルペダルをア
イドリング位置から移動させると、燃料供給の遮断が中
止されて、安全上問題となる走行状態を回避する。それ
によって内燃機関の回転数は再び上昇する。
しかし燃料を供給した場合に突然のトルク変動により
意図しない加速が生じ、それによってドライバーはその
状況に耐えられなくなってしまう惧れがある、という欠
点がある。
本発明の課題は、アイドリングから走行運転へ移行す
る際の走行特性を改良し、安全上問題となる走行状態を
回避することのできる、冒頭で述べた種類の内燃機関の
運転パラメータを制御する装置を提供することである。
さらに、ドイツ特許公開公報第3134991号によれば、
減速運転時に内燃機関の燃料供給装置を制御する方法が
知られている。同公報においては実際の回転数が時間関
数に従って高い初期値から低い最終値に減少する所定の
回転数しきい値と比較されている。実際の回転数が回転
数しきい値より大きい場合には、燃料供給の遮断され
る。反対に回転数がこのしきい値より小さい場合には、
燃料供給が再開される。減速運転から通常の運転状態へ
の移行は、この従来技術には記載されていない。
以下の説明においては、アイドリング状態とはアクセ
ルペダルあるいは絞り弁がアイドリング位置にあるすべ
ての運転状態を意味し、特に減速運転（エンジンブレー
キ）を含むものである。
本発明の利点 本発明装置は、空気流量を制御する調節装置、その駆
動装置と駆動リード線及び調節装置の位置検出装置とそ
のリード線に欠陥がある場合に、アイドリング状態から
通常の運転状態へ移行する際に所定の時間関数に従って
燃料供給を遮断することにより内燃機関の走行特性を改
良することができる。所定の運転条件のもとで発生する
惧れのある安全上問題となるトルク変動を効果的に防止
することができる。
特に本発明装置は、上述の欠陥が発生した場合に安全
上問題となる走行状態を克服し内燃機関の確実な駆動を
維持することができる。本発明は、欠陥がある場合、ア
イドリング状態において回転数が燃料供給を遮断する所
定の回転数しきい値を中心に変動した場合にだけ安全上
問題となる走行状態が発生することを前提にしている。
さらに本発明装置は、特に減速運転後欠陥のない場合
にも使用することができる。その場合には燃料供給遮断
とは個々の燃料噴射パルスを弱めることを意味する。
本発明の他の利点は、従属請求項と後述の実施例の説
明から明かである。
図面 図面に示す実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明装置の概略構成図、第２図は前述の欠陥
が発生し回転数しきい値の上方で燃料供給遮断が有効に
行われた場合に予測される回転数特性を示す線図、第３
図（ａ）及び（ｂ）は絞り弁ないしアクセルペダルの位
置に従った回転数制限における制限値を示す線図であ
る。
実施例の説明 第１図には、少なくとも１つの燃料噴射弁11と吸気管
12を有する内燃機関10が図示されている。前記吸気管12
内には絞り弁13、絞り弁位置センサ13a、絞り弁を作動
させる調節装置14及びアイドリングスイッチ14aが設け
られている。図示の装置にはさらに回転数センサ17と、
絞り弁13を制御するアクセルペダル19の位置センサ18が
設けられており、アクセルペダル19にはアクセルペダル
のゼロ位置を検出するスイッチが接続されている。制御
装置20には入力端子31を介して回転数センサ17からの実
際回転数が、入力端子33を介してアイドリング信号が、
そして入力端子34を介して絞り弁位置センサ13aからの
絞り弁位置信号が入力される。アイドリング信号は第１
図に概略図示するように切り替えユニット53によってア
イドリングスイッチ14aあるいはアクセルペダル位置セ
ンサ18からのいずれかから取り出される。スイッチ14a
及びセンサ18は切り替えユニット53を介して制御装置20
の入力端子33と接続されている。
制御装置の出力端子36と37を介して燃料供給量の運転
パラメータが少なくとも１つの燃料噴射弁11を作動させ
ることにより制御され、またアイドリング空気流量の運
転パラメータが絞り弁13の調節装置14を介して制御され
る。
制御装置20は、安全上問題になる走行状態を検出する
装置40、欠陥識別回路41、燃料供給量演算装置42、燃料
供給を遮断させる回転数制限値を形成する装置43及び調
節装置14を作動させるための演算ユニット44から構成さ
れ、これらは制御装置の個々の領域に設けられている。
安全上問題となる走行状態を検出する検出装置40の入
力信号は回転数と、リード線50を介して与えられる回転
数しきい値である。さらにこの検出装置40は時限素子51
と接続されている。検出装置40の出力端子はアンドゲー
ト52を介して回転数制限値を形成する装置43と接続され
る。アンドゲート52の第２の入力端子には入力端子33を
介してアイドリング信号が入力される。
欠陥識別装置41はアイドリング信号、演算ユニット44
の出力信号及び絞り弁位置の各入力信号を処理する。欠
陥識別装置41の出力端子は、回転数制限値を形成する装
置43と接続され、かつアイドリング信号が入力されるア
ンドゲート51aを介して時限素子51と接続されている。
回転数制限値形成装置43には上述の入力信号が入力され
る他に、リード線54を介して内燃機関の種々の運転条件
を考慮する他の入力信号が入力される。制限値形成装置
43の出力端子は比較装置55を介してアンドゲート56と接
続されている。比較装置55の第２の入力端子には入力端
子31から回転数信号が供給される。回転数と絞り弁位置
は燃料供給量信号を演算する演算ユニット42に供給さ
れ、演算ユニット42の出力端子はアンドゲート56の第２
の入力端子と接続されている。演算ユニット42のリード
線57は、燃料供給量信号を演算するのに必要な他の運転
パラメータを示している。他の運転パラメータというの
は、特に温度と排ガス組成を意味している。
演算ユニット44はアイドリング信号と回転数から調節
装置14を作動させる作動信号を形成する。演算ユニット
44にはリード線58を介して、アイドリング制御で知られ
ているような他の運転パラメータが入力される。アンド
ゲート56の出力端子は制御装置20の出力端子36、従って
内燃機関の燃料噴射弁11と接続され、演算ユニット44の
出力端子は制御装置20の出力端子37を介して調節装置14
と接続されている。
走行状態検出装置40は欠陥識別装置41と入力端子33か
らのアイドリング信号によって作動されて、回転数を所
定のしきい値と比較することによって内燃機関の回転数
特性を検出する。走行状態検出装置40は、時限素子51に
よって決定される所定の期間の間、比較結果から回転数
が回転数しきい値より大きいか小さいかを検出する。ア
ンドゲート52の第２の入力端子にアイドリング信号が入
力されて内燃機関がアイドリング状態となった場合に
は、走行状態検出装置40における回転数特性の検出結果
に従って回転数制限値形成装置43が作動可能な状態とな
る。
欠陥識別装置41は、絞り弁位置、調節装置14を作動さ
せる作動信号及びアイドリング信号に従って異常な走行
状態を検出する。その場合に絞り弁位置と演算装置44に
よって演算された目標値との比較が行われる。すなわち
絞り弁13の開口が取り返しがつかないほど大きく、従っ
て許容できない大きさのままになるすべての欠陥が識別
される。欠陥が検出されると、欠陥識別装置41が回転数
制限値形成装置43を作動可能な状態にし、かつアンドゲ
ート51aと時限素子51を介して走行状態検出装置40を作
動させる。
第２図は、欠陥のあるときアイドリング状態にある内
燃機関の予想される回転数特性を示すものである。第２
図でn0で示される所定の回転数しきい値（リード線50を
介して走行状態検出装置40に供給される）は、通常の回
転数より上になるように選択される。第２図のａに示す
ように、時限素子51によって与えられる期間の間、回転
数が常に回転数しきい値50より低い場合も有り得る。そ
の場合には欠陥が検出されても欠陥が回転数に重大な作
用を及ぼすことはなく、従って絞り弁13の開口は例えば
許容できないほど大きくならず、あるいはエンジンが機
械的あるいは電気的負荷によってかなりの負荷を受けて
いることになる。従って内燃機関のアイドリング状態か
ら他の運転状態へ移行する際に、安全上問題となる走行
特性は予測されない。従ってこの場合には制限値形成装
置43はアイドリング以外の状態でもオフにされる。
第２図のｂにおいては回転数は常に回転数しきい値よ
り大きい。燃料供給が遮断されている場合にはこの回転
数値から減速運転であるという結論が出される。本発明
による制限値形成装置43はこの場合にもアイドリング以
外の状態でもオフにされる。というのはトルク損失なく
即座に接続することが望ましいからである。従って、第
２図のｃに示すように回転数が回転数しきい値を中心に
変動した場合にだけ回転数しきい値より大きい回転数で
燃料供給が遮断されるので安全上問題となる走行状態が
存在する。その場合には本発明により制限値形成装置43
は、アイドリング状態並びにアイドリング以外の状態で
も回転数制限値を発生させなければならない。従って制
限値形成装置43は、アイドリング状態において欠陥識別
装置41からの欠陥識別信号が存在し、さらに装置40が回
転数しきい値50を中心に回転数が変動していることが検
出した場合に、アイドリングスイッチが開放した場合、
すなわちアイドリング状態を離脱するときに回転数制限
値を発生させる。
第３図ｂは上述の場合にアイドリング状態とアイドリ
ング以外の状態における回転数制限値を示すものであ
る。従って第３図ａに示すように、時点t0においてアイ
ドリングスイッチが開放され、あるいはアクセルペダル
から足を離した場合に装置43は回転数制限値をわずかに
増加させ、時間に従って回転数制限値を大きくなるよう
にする。この制限値によって最大回転数が制限される。
第３図ｂには時間関数として傾斜した関数が示されてい
る。
比較装置55は常に回転数制限値と回転数とを比較し、
回転数が回転数制限値より大きい場合には論理ゲート56
を介して燃料供給を遮断し、回転数が回転数制限値より
低くなると燃料供給を行わせる。
以下に、本発明装置の他の実施例を説明する。
第１図には全体を把握するために選択された実施例が
示されているが、その他に上述の機能をコンピュータで
実現することもできる。
欠陥の識別をさらに幅広く行うために、本発明装置に
おいてはさらに空気量測定器60を使用し、この空気量測
定器からの信号を欠陥識別装置41と燃料供給量の演算ユ
ニット42に入力するようにすることもできる。さらにま
た、欠陥を検出できるように回転数信号を処理すること
もできる。
さらにまた、一つの回転数しきい値の代わりに２つの
回転数しきい値を設けて回転数帯域を設け燃料供給と遮
断を行なうようにしてもよい。この回転数帯域の上と下
の回転数が発生した場合に、回転数変動が検出される。
もちろん回転数制限値を大きくなるように制御する時
間関数は実施例に記載の傾斜した関数に限定されるもの
ではない。すなわち内燃機関の運転状態に従ってそれぞ
れ任意の時間関数を形成することができる。特にこの時
間関数を、アクセルペダルないし絞り弁の操作速度ある
いは走行速度に関係させるようにしてもよい。これは、
このパラメータを第１図において回転数制限値形成装置
43の他の入力54に入力させることによって可能となる。
この回転数制限値をアクセルペダルの操作速度に関係さ
せることは、内燃機関がアイドリング以外の状態で故障
した場合でもドライバーの意図に反応させることができ
ることを示している。
さらに、最小燃料再噴射回転数及び最大燃料遮断回転
数を予め設定しておくことで、非常走行運転を両回転数
で決定される回転数帯域に制限することができる。
もちろん本発明装置にはバイパス通路を有する内燃機
関の運転パラメータの制御装置とバイパス通路を通過す
る空気量を制御する制御装置が設けられている。
本発明装置は上述の実施例から明らかなように、減速
運転後にも使用することができる。
さらにアイドリング信号を絞り弁位置センサ13aから
直接に取り出すこともできる。
要約すると、上述の装置はまず欠陥が検出され、次に
アイドリング状態において回転数制限値装置が作動状態
にされ、その後に安全上問題となる走行状態が検出され
る。この検出の結果、安全上問題となる走行状態があれ
ばアイドリング状態ないし減速運転から走行状態へ移行
する際に回転数制限値が大きくなるように制御が行なわ
れる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−207855（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】空気流量を変化させる調節装置がアイドリ
    ング状態にあるかを識別する手段と、燃料供給量を制御
    する手段と、安全上問題となる走行状態を検出する手段
    とを有する内燃機関の運転パラメータを制御する装置に
    おいて、 安全上問題となる走行状態を検出する手段によって回転
    数制限値形成装置を作動させることができ、前記回転数
    制限値形成装置はアイドリング状態並びにアイドリング
    以外の状態で機能し、アイドリング以外の状態となって
    アイドリング状態を離れるとき時間に従って上昇する回
    転数制限値を出力することを特徴とする内燃機関の運転
    パラメータを制御する装置。
  2. 【請求項２】安全上問題となる走行状態を検出する手段
    がアイドリング状態における回転数特性を検出し、回転
    数が変動する場合にはアイドリング状態並びにアイドリ
    ング以外の状態において回転数を制限することを特徴と
    する請求の範囲第１項に記載の装置。
  3. 【請求項３】空気流量を変化させる調節装置、その駆動
    装置あるいはアイドリング状態における調節装置の位置
    の検出装置の欠陥を検出する手段が設けられており、前
    記欠陥に従って回転数の制限が行われることを特徴とす
    る請求の範囲第１項に記載の装置。
  4. 【請求項４】実際の回転数と所定のしきい値を順次比較
    することによって回転数の変動を検出する手段が設けら
    れていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装
    置。
  5. 【請求項５】前記手段によって所定の期間の間回転数の
    値が検出されることを特徴とする請求の範囲第４項に記
    載の装置。
  6. 【請求項６】回転数しきい値が、大きい燃料遮断回転数
    とそれより小さい燃料供給再開回転数を有する回転数帯
    域として形成されていることを特徴とする請求の範囲第
    ４項に記載の装置。
  7. 【請求項７】アクセルペダルあるいは絞り弁が操作され
    た場合に所定の時間関数に従って回転数制限が行われる
    ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記時間関数が傾斜した関数であることを
    特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。
  9. 【請求項９】アクセルペダル、絞り弁の操作速度あるい
    は走行速度に従って、時間に関係して変化する回転数制
    限値を異なるようにすることを特徴とする請求の範囲第
    ７項あるいは第８項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】アイドリング状態における絞り弁位置を
    検出することによって欠陥が検出され、その場合に実際
    値と目標値の比較が行なわれ、妥当性が検査されること
    を特徴とする請求の範囲第３項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】欠陥を検出するためにさらに空気量測定
    信号あるいは回転数が処理され、妥当性が検査されるこ
    とを特徴とする請求の範囲第10項に記載の装置。
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