JPH02305349A - 燃料供給量制御装置 - 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１ 本発明は、内燃機関の燃料供給量制御装置に関する。本
発明装置では、燃料を調量する燃料調量装置を駆動する
アクチュエータが制御される。燃料調量装置は、例えば
ディーゼル燃料ポンプのコントロールロッドあるいは任
意の型の燃料噴射弁装置等である。

［従来の技術］ ＤＥ３５３１１９８Ａｌにはアナログ構成の主制御器と
アナログ構成の補助制御器を有し冗長開時検査している
。比較器により制御偏差が限界値内にないことが検出さ
れると、比較器が切り換え信号を出力し、それにより切
り換え装置が作動され、主制御器からの出力信号ではな
く、補助制御器からの出力信号がアクチュエータに入力
され、それにより燃料ポンプのコントロールロッドを移
動させるようにしている。この場合、両制御器への目標
値はマイクロフンピユータから供給される。

又ＤＥ３５３９４０７Ａｌには同時にデジタル制御器と
して動作することができる２つのマイクロコンビ豆−夕
を備えた燃料供給量制御装置が記載されている。通常動
作の場合゛２つのマイクロコンピュータは演算作業を分
担している。一方のマイクロコンピュータは燃料制御用
の目標値を演算し、他方のマイクロコンピュータは制御
偏差と目標値を演算している。故障が発生した場合に両
マイクロコンピュータのいずれかが非常用のコンピュー
タとして動作し、非常時の運転を確保している。この場
合簡単なプログラムを用いて目標値並びに燃料制御を行
なうための操作量が演算されている。

［発明が解決しようとする課題１ 近年、アナログ制御器と２つのマイクロコンピュータを
有する燃料供給量制御装置が量産されている。２つのマ
イクロコンピュータのうち一方はアナログ制御器が故障
した時デジタル制御器の機能を行なうように構成されて
いる。第１のマイクロコンピュータあるいはアナログ制
御器が故障すると直ちに第２のマイクロコンピュータが
切り換え信号を出力する。切り換え信号により切り換え
装置が切り換り、それによりアナログ制御器からの出力
信号は燃料調量装置を作動させるアクチュエータには供
給されなくなる。

上述したような目的を持つ切り換え装置並びに補助制御
器を有する燃料供給量制御装置では、切り換え装置ある
いは補助制御器が故障してしまうという問題がある。こ
のことは、安全性が欠けていることにもなるので、本発
明はこのような問題を解決するためになされたもので、
マイクロコンピュータを用いて燃料供給量を制御する装
置において安全性を更にたかめた内燃機関の燃料供給量
制御装置を提供することを課題とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上述した課題は請求の範囲第１項に記載の特徴
により解決される。

［作　用］ 本発明の燃料供給量制御装置は主制御器、２つのマイク
ロコンビエータ、補助制御器、Ｄ／Ａ変換器、切り換え
装置並びに燃料調量装置を駆動させるアクチュエータか
ら構成されている。従来の装置では、第１のマイクロコ
ンピュータあるいは主制御器が故障すると、第２のマイ
クロコンピュータが切り換え信号を出力し、切り換え装
置を切り換える。更に第２のマイクロコンピュータは上
述した故障と異なる場合、特に内燃機関が始動期間で、
点火が開始される時点と所定の回転数本発明では、切り
換え装置に関する安全性をたかめるために、切り換え装
置をコンピュータや制御機器のように２重に設けるので
はなく、切り換え装置並びに補助制御器の機能を何回も
検査するよ、にしている。本発明の基本的な考え方は、
コンピュータあるいは制御器が故障し、補助コンピュー
タないし補助制御器が設けられていない時には燃料供給
量制御装置は故障してしまうが、切り換え装置のみが故
障している時には尚運転が可能であることを前提にして
いる。切り換え装置はいずれかの位、置のままになって
いるが、いずれにしても信号を伝えることができ、それ
によって燃料を制御することが可能になる。補助制御器
が故常走行は不可能となる。

本発明の燃料供給量制御装置は従来の装置と比較して安
価であり、しかも運転の安全性が高度に保証される。切
り換え装置並びに補助制御器の検査にあたっては、燃料
供給量の制御の流れに全く影響しないか殆ど障害となら
ない。検査を所定の時間間隔に区切ってそれぞれ短時間
行なう場合には燃料供給量の制御はその短時間悪くはな
るが、検査を始動時あるいは減速運転（エンジンブレー
キ）時に実施すると何等の障害も発生しない。

［実施例］ 以下図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する。

第１ａ図に示した燃料供給量制御装置では第１のマイク
ロコンピュータ１０、第２のマイクロコンピュータ１１
、主制御器１２、補助制御器１７、切り換え装置１４、
アクチュエータ１５並びに燃料調量装置１６が設けられ
ている。マイクロコンピュータが１つだけ設けられてい
る実施例も考えられ、この場合にはマイクロコンピュー
タの一部が第１のマイクロコンピュータの機能を、又他
の部分が第２のマイクロコンピュータの機能を受は持つ
。

装置が正常な動作を行なう場合には、第１のマイクロコ
ンピュータＩＯは燃料制御を行なうための目標値を演算
し、その目標値を主制御器１２に供給する。目標値を演
算するために、第１のマイクロコンピュータ１０並びに
第２のマイクロコンピュータ１１には常時内燃機関から
実際の測定値が入力される。主制御器１２には更に燃料
調量装置１６から実際値が入力される。主制御器１２は
目標値と実際値から操作信号を出力し、その操作信号が
切り換え装置１４を介してアクチュエータ１５に入力さ
れる。アクチュエータは例えばディーゼル噴射ポンプの
場合にはコントロールロッドを駆動する駆動装置である
か、あるいは噴射弁を駆動する駆動装置等である。

燃料調量装置１６の実際値は第２のマイクロコンピュー
タ１１にも入力される。第２のマイクロコンピュータは
純粋に非常運転用のコンピュータとして構成することも
でき、あるいは常時重要な制御機能を受は持つコンピュ
ータとすることもできる。前者の場合には両コンピュー
タが互いにデータを交換することはそれ程頻繁でないが
、後者の場合には頻繁にデータを交換する。このデータ
の交換が２重矢印線で図示されている。

第１のマイクロコンピュータＩＯから得られる目標値を
主制御器１２に導くリード線から信号線が分岐する。こ
の信号線を介して第２のマイクロコンピュータ１１には
出力量を制御する目標値が入力される。又この第２のマ
イクロコンピュータには常時燃料調量装置から実際値が
人力される。

第２のマイクロコンピュータは、この目標値と実際値の
制御偏差が所定量のものであるか否か、例えば偏差が１
０％を上まわらないか否かを検査する。検査する場合過
渡状態であるか否かが考慮される。それぞれの実際値が
各目標値に対して所定の範囲以内の値で変化する場合に
は、上述した制御は主制御器１２を介して行なわれる。

しかし所定の値を越えた場合には補助制御器１７が作動
し始める。この補助制御器は操作信号を出力すると同時
に第２のマイクロコンピュータ１１が切り換え信号を切
り換え装置１４に出力する。この切り換え信号により補
助制御器からの操作信号が切り換え装置１４に入力され
る。このことは主制御器からの出力信号ではなく、補助
制御器の出力信号が操作信号としてアクチュエータに人
力されることを意味する。

制御器１２．１７はアナログあるいはデジタル制御器と
して構成することができる。後者の場合にはデジタル制
御器をマイクロコンビュ′−夕に組み込むことができる
。制御器をアナログあるいはデジタルとするか否かによ
り制御器の前或は後にＤ／Ａ変換器を接続する。

本発明の好ましい実施例が第１ｂ図に図示されている。

この場合には、補助制御器１７はデジタル制御器として
構成され第２のマイクロコンピュータ１１に組み込まれ
る。これに対し主制御器１２はアナログ構成とされる。

このアナログ制御器にはマイクロコンピュータ１０の出
力信号がＤ／Ａ変換器１３を介して入力される。第１ａ
図及び第１ｂ図において対応する回路には同一の符号が
付されており、それらの機能は第１ａ図に示したものと
同じである。

ここで第２のマイクロコンピュータは、上述した専故障
と異なる条件が発生した場合にも、即ち燃料を制御する
時内燃機関が始動状態にある時にも常に切り換え信号を
発生するように構成される。

第２図に図示した検査の流れはメインプログラムが実行
される場合に行なわれる。ステップＳｌにおいて検査条
件が満たされているか否かが判断される。これは例えば
始動状態となっているか否かである。始動状態は、点火
キーを作動する時点と所定の回転数に達する時点間の期
間である。この回転数は通常アイドリング回転数を５０
〜１００％中越える値である。この高速回転に達すると
、内燃機関を始動させるために燃料を増量した燃料供給
量制御がアイドリンク制御に切り換えられる。検査条件
に達しない時、即ち始動を打ち切る場合にはメインプロ
グラムに戻る。

それに対し検査条件が満たされた時、即ち始動状態とな
った時には、ステップＳ２において切り換え信号が出力
され、始動時における所定の燃料の量に達しているかが
検査される。その場合、第１図のブロック図で図示した
ように実際の燃料供給量を測定するのではなく、補助信
号が用いられる。ディーゼルエンジンの場合にはアクチ
ュエータが所定の位置に達したか否かが検査される。

この位置は直接燃料の量を示すのではなく、むしろコン
トロールロッドの調節目標位置を示す目標位置に従って
決められる。それに対してガソリンを噴射する内燃機関
の場合には、目標値に従って定まる所定の時間実際に噴
射弁が開放したか否かが検査される。

ステップＳ３において故障が発生し朴セうがが判断され
る。故障は切り換え装置１４が正常に切り換らない時あ
るいは補助制御器に欠陥がある時に常に発生する。この
場合マイクロコンピュータ１１の出力信号はアクチュエ
ータ１５にいかないか或は誤差を伴なって入力されるの
で、上述した測定時において第２のマイクロコンピュー
タ１１から出力される値と一致しない実際値となって現
われる。この場合ステップｓ４において故障である表示
が行なわれ検査が終了する。この場合でも自動車は正常
に運転させることができる。というのは第１のマイクロ
コンピュータ１０並びに主制御器１２が正常に動作して
おり、切り換え装置１４によって主制御器１２の出力信
号がアクチュエータ１５に入力されるからである。しか
し第１のマイクロコンピュータ１０あるいは主制御器１
２が故障した時は内燃機関はもはや作動できなくなるこ
とが明らかになる。というのは第２のマイクロコンピュ
ータ１１の出力端子とアクチュエータ１５間の回路部分
のうち少なくとも１つが故障となっているからである。

従って故障表示が行なわれ、それによって燃料供給量制
御装置の修理を開始させることができる。

ステップＳ３において故障が検出されない場合にはステ
ップＳ５において検査終了条件が満たされたか否かが判
断される。例えばこれは所定の回転数を上まわっている
かどうかという条件である。この条件が満たされてない
場合にはメインプログラムの制御に戻り、その後再び第
２の検査が行われる。この間切り換え信号が常時出方さ
れ、補助制御系からの操作信号がアクチュエータ１５に
入力される。それに対し、ステップｓ５において検査終
了条件が満たされていると判断された場合は、ステップ
ｓ６において検査が終了する。即ち切り換え信号は出力
されず、切り換え装置１４によって再び主制御器１２の
出力信号に切り換えられる。

補助制御器並びに第２のマイクロコンピュータ１１は非
常用の装置として構成されており、第１のマイクロコン
ピュータ１１あるいは主制御器１２のように高速に動作
するわけではない。従って目標値を演算する場合第１の
マイクロコンピュータ１０で得られる目標値よりも少な
いパラメータで演算が行なわれる。このように補助制御
系による制御特性を用いても始動時には障害とならない
。というのは、始動時には回転数のフィードバック制御
は行なわれないからである。

又第２図の検査の流れは、検査条件を減速運転中である
かどうかとし、減速運転でなくなったとき検査を終了さ
せる場合にも障害とならない。減速運転中はステップＳ
２において少量の燃料が供給され、ステップＳ３におい
てこの少量の燃料が供給されたか否かが検査される。

第２のマイクロコンピュータ１１並びに補助制御　ら 御器１７が高性能で高速であり、第１のマイクロコンピ
ュータ１０並びに主制御器１２と同じ制御性能を持つ場
合には、制御が行なわれる期間中なんら制御特性を劣化
させることなく第２図の検査の流れを実行することがで
きる。その場合ステップＳ１における検査条件は前回の
検査から所定の時間が経過したか否かとなる。補助制御
系の制御特性が主制御系の特性よりも悪い場合には、上
述した第１の期間をできるかぎり大きくして第２の期間
をできるだけ短くし、補助制御系から出力される目標値
が正常にアクチュエータ１５に入力されたか否かが判別
できるぐらいに長くする。それには約１秒の時間で十分
でである。

第１のマイクロコンピュータＩＯの故障であれ、又主制
御器１２の故障であれ主制御系が正常に動作しなくなっ
た時は、第２のマイクロコンピュータ１１及びアクチュ
エータ１５間の回路部分の検査を行なう検査条件が得ら
れるか否かに関わらず切り換え信号が出力される。主制
御系における故障を検出するために、第２のマイクロコ
ンピュータ１１に人力される実際値と第１のマイクロコ
ンピュータＩＯからの目標値が所定の限界値内で一致し
ているか否かが第２のマイクロコンピュータ１１におい
て検査される。一致しない場合には切り換え信号が出力
される。この場合には、切り換え信号は実質的に故障で
あることを示すことになるが、検査の時には単に補助的
に出力され、制御に故障がないことを示すことになる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、切り換え装置並び
に補助制御器を有する燃料供給量制御装置において、切
り換え装置あるいは補助制御器が故障しても、それを簡
単に検査でき安全性を更にたかめた内燃機関の燃料供給
量制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び第１ｂ図は、切り換え信号を出力させる燃
料供給量制御装置の異なる実施例を示すブロック図、第
２図は、第１図のマイクロコンピュータにおいて実行さ
れる検査の流れを示す流■　６ れ図である。 １０．１１・・・マイクロコンピュータ１２・・・主制
御器 １４・・−切り換え装置 １５−・−アクチュエータ １６・・・燃料調量装置 １７−・・補助制御器 ＦｌＧ、１（Ｉ ＦＩＧ、１ｂ ＦＩＧ、　２ 又イノ アロク°′う４ Ｓ］ 腺土　　　ｎ −キ；づキ？ 明凌し　Ｓ２ 侘毛瓜刀 Ｓム 鉄片９ｙ　　も環上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内燃機関に供給される燃料を調量する燃料調量装置
   を駆動するアクチュエータ（１５）と、操作信号をそれ
   ぞれアクチュエータに出力する主制御器（１２）並びに
   補助制御器（１７）と、燃料供給量の目標値を出力する
   第１の手段 （１０）と、 切り換え信号を出力する第２の手段（１１）と、 切り換え信号が入力されたとき主制御器からの出力信号
   の代りに補助制御器からの出力信号をアクチュエータに
   供給させる切り換え手段（１４）とを備え、 第２の手段が検査の目的で切り換え信号を出力し、それ
   により補助制御器あるいは切り換え手段（１４）の機能
   が検査されることを特徴とする燃料供給量制御装置。 ２）主制御器がアナログ構成であり、補助制御器がデジ
   タル構成であることを特徴とする請求項第１項に記載の
   燃料供給量制御装置。 ３）補助制御器が第２の手段（１１）に組み込まれてい
   ることを特徴とする請求項第１項または第２項に記載の
   燃料供給量制御装置。 ４）内燃機関の始動時に第２の手段（１１）が切り換え
   信号を出力することを特徴とする請求項第１項から第３
   項までのいずれか１項に記載の燃料供給量制御装置。 ５）所定の回転数に達するまで切り換え信号が出力され
   ることを特徴とする請求項第４項に記載の燃料供給量制
   御装置。 ６）減速運転時第２の手段（１１）が短時間切り換え信
   号を出力することを特徴とする請求項第１項から第３項
   までのいずれか１項に記載の燃料供給量制御装置。 ７）前記検査される回路部分が正常に動作するとき小量
   の燃料が供給されることを特徴とする請求項第６項に記
   載の燃料供給量制御装置。 ８）第２の手段（１１）がそれぞれ所定時間毎に短時間
   切り換え信号を出力することを特徴とする請求項第１項
   から第３項までのいずれか１項に記載の燃料供給量制御
   装置。