JPH02136542A - 内燃機関の安全遮断装置を監視する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関の安全遮断装置を監視する方法及び装
置に係り、さらに詳細には燃料供給量調節アクチュエー
タが電子ディーゼル制御装置によって作動され、故障が
生じた場合には安全遮断装置によってエンジンへのそれ
以上の燃料供給が中断される内燃機関、特にディーゼル
エンジンの電磁安全遮断弁の形をした付加的な安全遮断
装置を監視する方法と同方法を実施する装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 自己着火式内燃機関の安全装置において（ドイツ特許公
開公報第３３０１７４２号）、アクセルペダル位置、コ
ントロールロッドの計算による目標値、回転数、ブレー
キペダル位置等内燃機関の運転に関する所定の信号を連
続的に検出して、最小値を選択することによって補正さ
れたコントロールロッドの目標値を形成し、電子ディー
ゼル制御装置の制御器に供給することが知られている。

この補正されたコントロールロッドの目標値は同時に、
フィードバックされるコントロールロッドの実際値を参
照して制御偏差を出力するのに使用される。所定の限界
値を越えると、公知の安全装置が反応して燃料噴射ポン
プを遮断し、制御器の出力段の電流を遮断し、あるいは
付加的に設けられている代替機能を作動させる。しかし
この公知の安全装置においては、場合によっては種々の
問題が発生する。というのは安全条件を検出する際に必
ずしも起こり得るすべての周辺条件を参照することはで
きず、電子安全遮断装置だけを別にテストすることがで
きないからである。

公知のディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおいては
（ドイツ特許公開公報第２９４５４８４号）、燃料噴射
ポンプのハウジング内に配置されたポンプピストンが往
復移動されると同時に回転移動され、その際に燃料が噴
射ポンプの吸引室を形成するハウジング室から移送手段
へ流れる。燃料はそこからそれぞれ調節量に応じてディ
ーゼルエンジンのシリンダへ通じる圧力導管へ達する。

吸引室と移送手段との間の接続導管には安全弁が設けら
れており、所定の安全条件を越えるとこの安全弁が吸引
室から移送手段へ送られる燃料を遮断する。

一般に、電気信号によって作動される電気的なアクチュ
エータを使用して自己着火式内燃機関すなわちディーゼ
ルエンジンの駆動を電子制御することが知られており（
ドイツ特許公開公報第３５３１１９８号）、その場合に
は機械的な燃料調節及び制御システムの代わりに中央の
制御装置から必要な制御信号が発生される。ディーゼル
エンジンの場合には機械的な燃料調節システムは危険防
止（フェイルセーフ）に関しては信頼が置けるが、場合
によっては多数の異なる運転条件と環境量を考慮するこ
とがだんだんと難しくなって来ている。

電子デイ−セル制御装置と組み合わせて電子的な素子を
使用する場合には、個々の素子群自体に故障を識別し場
合によっては故障を排除する機能が設けられている場合
でも、広範な安全手段、監視手段及び代替手段が望まし
い。すなわち電子ディーゼル制御装置を使用する場合に
通常の直列型及び分配型のポンプにおいて、電子安全遮
断装置を電磁安全遮断弁の形で設けることが知られてい
る。この電磁安全遮断弁は制御装置の故障、センサの故
障、ケーブルまたは燃料噴射ポンプの故障などの場合に
燃料の供給を中断し、それによってエンジンを所望に停
止させることができる。

この電磁安全遮断弁は、　「自動的にアクセルが踏まれ
た状態となる」あるいはディーゼルエンジンの「回転が
止まらない」などの危険な運転状態が発生した場合に別
系統で安全遮断することを可能にするものであるので、
システムの安全はひとえにこの電気的な安全遮断装置に
かかっている。

こうした理由から通常の走行運転の場合にもこの電磁安
全遮断弁機能の試験が望ましい。なお、できれはこの種
の「自己テスト」は、例えば回転数の低下などによって
ドライバーに気づかせたりしない方がよい。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、ディーゼルエンジンの付加的な安全遮
断装置としての電磁安全遮断弁が持つ重要性に関して、
電磁安全遮断弁の機能が正しいことを通常運転において
できるだけ連続的かつ目だたないように監視し、故障が
検出された場合には少なくとも警報を発生するなどの反
応を起こさせることである。

ここで問題になるのは、電磁安全遮断弁は他の考慮され
るすべての要素と同様に燃料量調節装置の一部であって
、その機能を取り出して試験する場合にはエンジンを止
めてしまうことになるので、試験する条件を限定しなけ
れはならないことである。従って例えは時間的に制御す
ることで、すなわち自動車を運転している際に所定の時
間間隔で、特に走行安全性を考慮して電磁安全遮断弁が
機能し得るかどうかをテストすることによって電磁安全
遮断弁を試験する方法がある。なお、走行安全性を考慮
してというのは、この試験によってエンジンの停止が生
じる惧れがあるからである。

さらに、電磁安全遮断弁の故障にドライバーが気つかな
い可能性がある。というのは電圧供給が遮断されると、
故障した電磁安全遮断弁の電流が遮断されるだけでなく
、燃料供給量調節装置と他の部材への電圧の供給も遮断
されるからである。

さらに、安全遮断装置を搭載した自動車のドライバーあ
るいは利用者が燃料供給量制御におけるこの安全装置を
常時試験することに連続的に注意を払い、あるいはまた
それのみに気を使うことなどは考えられないことである
。

［課題を解決するための手段］ ］二記の課題を解決するために本発明方法においては、
請求項第１項に記載の特徴が採用され、かつ本発明装置
においては請求項第７項に記載の特徴が採用されている
。

［作用］ 本発明によれは、内燃機関の運転中に電磁安全遮断弁の
機能を効果的に試験することができ、しかもそれによっ
て走行運転が停止されたり妨害されたりすることはなく
、あるいはまた著しい回転数低下を生じることもない。

すなわち本発明によれは、内燃機関の運転の流れの中て
この試験に最適な時点が常に求められ、そのときに発生
するはずの具体的な反応に注目される。試験機能は、電
磁安全遮断弁が作動状態でなお燃料が供給されるかどう
か、ないしは例えは弁座に固着したままかどうかを識別
できるように設定されている。

試験に特に適した時点として、本発明によれはディーゼ
ルエンジンの定常的なアイドリング駆動が選択される。

定常的なアイドリング運転が行われる毎に試験機能を実
施することができる。しかしまた、定常的なアイドリン
グ運転がＸ回繰り返されたときだけに電磁安全遮断弁の
機能を試験するように設定することも可能である。

電磁安全遮断弁を可逆的であるように形成し、あるいは
電磁安全遮断弁が可逆的であり得るように周辺条件を整
えると効果的である。

好ましくはディーゼル電子制御装置に全体としてわずか
な回路を付加するだけで本発明を実現することができ、
あるいは全くハードウェアを追加することなく電子ディ
ーゼル制御装置の領域でソフトウェアプログラムを然る
べく形成することによって本発明を実現することができ
る。というのは電子ディーゼル制御装置は通常メモリを
有する小型コンピュータあるいはマイクロプロセッサな
どの形で形成されているからである。また、制御装置に
新たに入力端子を追加する必要はない。すなわち制御装
置は外部センサの周辺の大刀信号と、電磁安全遮断弁に
通じる制御線を利用することができ、この制御線を介し
て機能試験の際に制御を行うことができる。

従って本発明によれは、次のようなことが可能となる。

すなわち、 ａ、エンジン動作時に必ず電磁安全遮断弁の監視が行わ
れること（検印期間に定期的に監視することは必ずしも
期待できない。というのはこれは自動車の使用者次第で
あるから〉。

ｔＬ　　所定の範囲外の影響を阻止すること。

Ｃ０他のハードウェアあるいはソフトウェアに費用をか
けないで済む。

ｄ、電子ディーゼル制御装置の安全システムが向上する
。というのは補足的に電磁安全遮断弁を監視することに
よってシステム全体の故障の確率が著しく減少するから
である。

特に好ましくは電子ディーゼル制御のアイドリングプロ
グラムの内部で電磁安全遮断弁の試験を実施することが
できる。

［実施例］ 本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。

第１図においては理解しやすくするためにハードウェア
の実施例が示されている。しかし本発明は図に示した具
体的な回路装置に限定されるものではなく、図示の実施
例は単に本発明の基本的な作用を視覚化し、本実施例（
ハードウェア）の中での具体的な機能の流れを説明する
ために用いろれるものであることを断わっておく。個々
の構成部材及びブロックはアナログ技術、ハイブリッド
技術、そしたまた特にディジタル技術で構成することが
でき、あるいはまたその全体あるいは一部を組み合わせ
て、該当する領域をプログラム制御のディジタルシステ
ム、すなわち例えばマイクロプロセッサ、マイクロコン
ピュータ、ディジタルあるいはアナログの論理回路等で
形成することも可能である。従って特にプログラムとし
て形成して記憶させておくこともできる。

電子ディーゼル制御システム（ＥＤＣ）の制御装置が符
号１０で示されており、制御装置１０から信号を供給さ
れる燃料供給１調節アクチュエータは符号１１で示され
ている。制御装置１０には回転数センサ１２から得られ
る回転数ｎに関するデータ、アクセルペダル位置ないし
クラッチペダル位置センサ１３から得られるアクセルペ
ダルないしクラッチペダル位置に関するデータ及び必要
な場合にはブレーキ操作に関するデータ（ブレーキラン
プ）並びに例えは冷却水、バッテリー電圧等に関し不図
示の他のセンサの信号と共に供給される始動データが供
給されている。制御装置１０は出力段１０ａを介して燃
料供給量調節アクチュエータ１１ないし燃料噴射ポンプ
に設けられた電磁弁１４に信号を供給する。なお、図に
はさらにコントロールロッドの位置をフィードバックす
る位置フィードバック装置１５が示されている。燃料供
給量調節アクチュエータないしは燃料噴射ポンプに設け
られた電磁安全遮断装置は符号１６で示されており、制
御線１６ａを介して制御装置ｌＯから、例えば図に示す
ようにオアゲート１７を介して信号を供給される。オア
ゲート１７には矢印１８に示すように制御装置１０内の
通常の安全論理回路から電磁安全遮断弁を遮断させる信
号が供給される（それに伴ってそれ以上の燃料供給が遮
断される）。前記信号は安全論理回路によって検出され
た多数の運転状態を論理的に組み合わせることによって
得ることができる。

これとは別に本発明に基づく試験回路１９によって電磁
安全遮断弁の作動が行われる。この試験回路１９は、外
部の所定のセンサが定常的なアイドリング運転を検出し
た場合に所定の制御によって電磁安全遮断弁が作動（閉
鎖）されるように構成されている。このことは、燃料の
供給圧が減少し、それに従って燃料噴射量も減少するこ
とを意味している。−・方、アイドル時エンジン回転数
を所定のアイドル回転数に制御するアイドリング制御器
が設けられている。その結果、不図示のアイドリング制
御器（説明を省略する）はこのように噴射量が減少した
ことに即座に反応し、もっと高い噴射目標値を出力する
ことになる。燃料噴射ポンプの吸引室内に燃料が残って
いる間は、コン］・ロールロッドの目標値ＲＷが大きく
なった場合に燃料噴射ポンプはそれに対応して条里の燃
料を噴射することができ、従って回転数の低下を抑える
ことができる。

従って定常的なアイドリング運転において、アイドリン
グ制御器の出力量の増加ないしそれによって生じる朝型
噴射ポンプにおけるコントロールロッドの移動量（分配
型ポンプの場合には調節角度）の増加によってアイドリ
ング回転数が一定に制御されておれは電磁安全遮断弁が
故障していないことを識別することができる。というの
はアイドリング制御器が燃料噴射量の目標値を増加させ
るからである。

上記にようなアンドリング制御器の出力量ないしはコン
トロールロッドの移動量ＲＷの増加を、電磁安全遮断弁
が正常であるかどうかというテストに対する判断基準と
して参照し処理することができる。

この電磁安全遮断弁テストに関してはさらに幾つかの周
辺条件があって、この周辺条件については以下で詳細に
説明１八　ないしは第２図のフローチャート図で示す。

第２図のフローチャート図は本発明の好ましい実施例を
次のように形成された燃料供給量調節のサブプログラム
の形で示すものである。

１）定常的なアイドリング運転が存在する場合に、以下
に示す条件が満たされれば電磁安全遮断弁の機能テスト
を導入する。

８０通常設けられている始動回数を計数する始動カウン
タが所定のしきい値を越え、 ｂ、燃料噴射量がアイドリングを示す領域にあり　　（
１１０）　　、 Ｃ９走行速度■がゼロないしは最小しきい値ＶＯ以下て
あり（１２０）、 ｄ、クラッチが入っており、すなわち自動車はアイドリ
ング状態にあって、いずれのギヤも入っておらずにュー
トラルである）（１３０）、ｅ、アクセルペダルがアイ
ドリング位置にある（１４０）。

ｆ、さらに、電磁安全遮断弁のテストはエンジンが温ま
っている場合にのみ行うことを確認するために、冷却水
温度を検出することも重要であろう（１５０）。どうの
はこの駆動状態にあってはアイドリング制御器はテスト
による障害を最も良好に排除することができるからであ
る。

２）電磁安全遮断弁のテストは、前記１）に相当する条
件のいずれかが満たされない場合には打ち切られる。機
能テストはテストの全期間中定常的なアイドリング駆動
が維持されるまで、繰り返し導入される。

テストの間アイドリング制御器の出力量とコントロール
ロッドの移動量（調節角度）について、電磁安全遮断弁
が正常である場合に予測される特性を示しているかどう
かが試験される（１７０）。

定常的なアイドリング駆動を離脱するのでテストを終了
できない場合には、アイドリング駆動を最後まで続行さ
せることができる。アイドリング制御器の出力量ないし
コントロールロッドの移動量あるいは調節角度が電磁安
全遮断弁の完全なことを示す所定の正確な特性を示さな
い場合にはドライバーに然るべく警告を伝えることがで
きく１８０）、例えばドライバーに警告ランプを介して
修理工場へ行くように信号を与えることができる。

３）機能テストで電磁安全遮断弁が正常であることが明
らかにされた場合には（１９０）、始動カウンタはゼロ
にリセットされる（１００）。

４）テストの判定に従って電磁安全遮断弁を即座に制御
して非作動（待機）にさせる（２００）。

電磁安全遮断弁はテスト中に回転数の急落あるいは前記
ｌ）で挙げた周辺条件のいずれかが否定された場合にも
非作動にされる。それによってアクセルペダルを急激に
変化させ、アクセルペダルセンサの信号を飛躍させるこ
とができる。

あるいはまた、電磁安全遮断弁をずっと作動する代わり
に、所定の機能に応じた時間にわたってオンオフ作動さ
せることにより電磁安全遮断弁をオンオフ制御すること
も可能である。すなわち電磁安全遮断弁を例えば６０％
の時間は非作動にし、４０％の時間作動することができ
る。

燃料噴射ポンプに流入して供給されるディーゼル燃料の
ほぼ半分は噴射され、他の半分は通常運転においてはオ
ーバーフローによってタンクへ戻されるので、電磁安全
遮断弁がオンオフ駆動されている場合でもポンプ内には
常に噴射工程を正確に進めるのに十分な燃料が存在する
。単にオーバーフローの量が減るだけである。

しかしまた、供給圧の変化によって供給量の変化が生じ
、この供給量の変化がアイドリング制御器において外乱
量として処理され、従ってアイドリング制御器の出力ｆ
ｉ（ないしはコントロールロッドの移動１ｉＲＷあるい
は調節角度）にそれ相当の反応が生じる。これらの反応
はすでに説明した方法で電磁安全遮断弁の駆動機能の検
査に使用される。

第２図に示すフローチャートは本発明の詳細な説明する
ものであって、同実施例にあってはこのフローチャート
は電磁安全遮断弁のテストを行うためのコンピュータの
プログラム（サブプログラム）として実現することがで
きる。

なお、以上の説明と請求範囲及び図面に示すすべての特
徴は単独で用いてもあるいは任意に組み合わせて用いて
も本発明の枠を逸脱するものではない。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように本発明によれは、ディー
ゼルエンジンの付加的な安全遮断装置としての電磁安全
遮断弁が持つ重要性に関して、電磁安全遮断弁の機能が
正しいことを通常運転においててきるだけ連続的かつ目
だたないように監視し、故障が検出された場合には少な
くとも警報を発生するなどの反応を起こさせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子ディーゼル制御装置による燃料供給量調節
アクチュエータの制御構成を概略的に示すブロック図、
第２図は本発明の実施例の制御動作を示すフローチャー
ト図である。 １０・・・制御装置　１２・・・回転数センサ１３・・
・アクセルペダル位置センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　燃料供給量調節アクチュエータが電子ディーゼル
   制御装置によって作動され、故障が生じた場合には安全
   遮断装置によってエンジンへのそれ以上の燃料供給が中
   断される内燃機関の電磁安全遮断弁の形をした付加的な
   安全遮断装置を監視する方法において、 通常の走行運転において定常的なアイドリング駆動が生
   じた場合に電磁安全遮断弁を介して燃料の供給を完全に
   あるいは部分的に中断し、それによってアイドリング制
   御器の出力量が増加した場合に電磁安全遮断弁の機能が
   正常であると判断することを特徴とする内燃機関の安全
   遮断装置を監視する方法。 ２）　アイドリング制御器の出力量の増加によってコン
   トロールロッドの移動量の増加ないし調節角度の増加が
   生じた場合に、電磁安全遮断弁の機能が正常であると判
   断することを特徴とする請求項第１項に記載の方法。 ３）　次に示す条件、すなわち イ．始動カウンタが所定のしきい値を越えたとき、ロ．
   燃料噴射量がディーゼルエンジンのアイドリングを示す
   領域にあり、 ハ．走行速度がゼロないしは最小しきい値より小さく、 ニ．クラッチペダルは操作されておらず、自動車はアイ
   ドリング状態にあり、 ホ．アクセルペダルがアイドリング位置にある、という
   条件が満たされた場合に、 電磁安全遮断弁試験を行うための定常的なアイドリング
   運転であると識別されることを特徴とする請求項第１項
   あるいは第２項に記載の方法。 ４）　さらに、冷却水温度が検出され、エンジンが温ま
   っている場合にのみ電磁安全遮断弁のテストが行われる
   ことを特徴とする請求項第３項に記載の方法。 ５）　上記条件の少なくとも１つが満たされない場合に
   電磁安全遮断弁テストが中止され、かつテストの期間全
   体にわたって定常的なアイドリング運転が存在するまで
   新たに電磁安全遮断弁テストが繰り返し導入されること
   を特徴とする請求項第１項から第４項のいずれか１項に
   記載の方法。 ６）　テストの結果電磁安全遮断弁の機能が正常である
   ことが示された場合に始動カウンタがゼロにリセットさ
   れて、電磁安全遮断弁が非作動状態に制御されることを
   特徴とする請求項第１項から第５項のいずれか１項に記
   載の方法。 ７）　請求項第１項から第６項のいずれか１項に記載の
   方法を実施するために、燃料供給量調節アクチュエータ
   が電子ディーゼル制御装置によって信号を供給され、故
   障が生じた場合には安全遮断装置によってエンジンへの
   それ以上の燃料供給が中断される内燃機関の電磁安全遮
   断弁の形をした付加的な安全遮断装置を監視する装置に
   おいて、定常的なアイドリング駆動に応答する試験回路
   （１９）が設けられ、この試験回路（１９）は電磁安全
   遮断弁を作動させて燃料のそれ以上の供給を中断あるい
   は減少させ、同時にアンドリング制御器の出力量の増加
   を検出して、電磁安全遮断弁の機能が正常であると判断
   することを特徴とする内燃機関の電磁安全遮断弁の形を
   した付加的な安全遮断装置を監視する装置。