JPH0437263B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 技術分野 本発明はデイーゼル式内燃機関の燃料供給量制
御装置、さらに詳細にはアクセルペダル位置セン
サと、信号処理ユニツトと、制御回路から成り、
その制御回路が調節器と燃料噴射ポンプの噴射量
を調節する部材を操作する操作機器と、噴射量調
節部材の位置を検出する検出センサとから構成さ
れるデイーゼル式内燃機関の燃料供給量制御装置
に関する。

ロ 従来技術 このような制御装置においては供給される燃料
の量は出力、排気ガスあるいは燃費などの種々の
パラメータを考慮して最適に定めなければならな
い。特に内燃機関を始動させる場合には従来の制
御装置では供給される燃料を温度に関係して増量
させるようにしている。

又、ドイツ公告公報第1962570号にはリード線、
制御回路あるいは電源電圧発生部に故障が発生
し、それによつてエンジンが不本意に大きな出力
を発生し、場合によつては危険を伴うようになつ
たり、あるいは回転数があまりに大きくなつたり
するような事故が起こらないように保護手段が設
けられている。このような手段により制御回路の
主要な部分に故障が生じた場合エンジンを停止さ
せるかあるいは出力を減少させ回転数を小さくす
るような制御が行なわれている。

始動時の増量に関し従来の装置では、燃料噴射
ポンプの噴射量を調節する部材の位置がスタート
時ではもつぱら信号処理ユニツトの出力信号によ
つて決められてしまうという欠点を持つている。
特に電源が弱くなつている場合には始動時、信号
処理ユニツトに供給される電源電圧が減少し、信
号処理ユニツトが正確な出力信号を供給すること
はできず、従つて必要な燃料供給量が得られない
という問題を持つている。

制御装置が故障した場合燃料供給量を最小値に
減少させているが、これは必ずしも好ましいもの
ではなく、例えばデイーゼル式内燃機関を搭載し
たトラクターが困難な場所を走行しており、制御
装置が故障した場合には内燃機関を中位あるいは
高出力で運転させるようにする必要が出てくる。
従来の保護装置では高出力が要求されるような場
合内燃機関は強制的に停止され、場合によつては
好ましくない結果となつていた。

ハ 目的 従つて本発明はこのような従来の欠点を解消す
るもので、電源電圧が弱くなつていた場合でも確
実な始動が可能なデイーゼル式内燃機関の燃料供
給量制御装置を提供することを目的とする。

ニ 発明の構成 本発明によれば、この目的を達成するために、
アクセルペダル位置センサと、信号処理ユニツト
と、制御回路の直列回路からなり、その制御回路
が調節器と、燃料噴射ポンプの噴射量を調節する
部材を操作する操作機器と、噴射量調節部材の位
置を検出する検出センサとから構成されているデ
イーゼル式内燃機関の燃料供給量制御装置におい
て、電源電圧が所定の値に減少したかを監視する
手段を設け、電源電圧が所定の値に減少した場合
制御回路の制御特性が自動的にあるいは手動によ
り連続動作特性から不連続動作特性に切り換えら
れる構成を採用した。

ホ 作用 それによつて内燃機関を確実にスタートさせる
ことができると共に、電源電圧が減少した場合に
は内燃機関並びに内燃機関を装備した自動車の運
転手に対して何らの損傷や損害が発生しないよう
にすることができる。さらに検出センサに故障が
発生した場合燃料供給量を制御する回路を遮断
し、調節器の代わりに比例制御器を用いて燃料供
給量を制御するようにして保護手段を講じてい
る。この手段により検出センサを省略した場合で
も内燃機関の出力を調節することができるように
なる。それによつて例えば極めて道路事情の悪い
ようなところを走行する場合でも非常走行を行な
うことができるようになる。

このように本発明は電源が極めて弱くなつた場
合、内燃機関を確実に始動させることができ、特
にスターターを操作することに関する情報が必要
でなくなり電子制御装置に対してそれに関するリ
ード線を省略することができるという効果が得ら
れる。

さらに本発明によれば燃料供給量の制御に障害
が発生した場合、種々の手段が講じられる。障害
の度合いに応じて段階的に制御を変えたりあるい
は外したりすることにより最適の燃料供給量の制
御はできなくなるが、運転手に種々の制御の可能
性が、例えば燃料供給量を直接制御することによ
り内燃機関の出力を自分で決められるようにする
ことができるようになる。

ヘ 実施例 以下図面に示す実施例に従い本発明を詳細に説
明する。

実施例ではデイーゼル式内燃機関の燃料供給量
を制御する制御装置が扱われており、第１図にお
いて符号１０で示すものはアクセルペダルの位置
を検出するセンサである。通常の運転ではこのア
クセルペダル位置センサ１０からの信号はアクセ
ルペダルの角度を信号に変換する変換器１１、信
号処理ユニツト（例えばマイクロコンピユータ）
１２、調節器１３、パルス幅変調器１４、出力段
１５並びに操作機器１６を介して燃料噴射ポンプ
１８の噴射量を調節する部材１７に供給される。
燃料噴射量を調節する部材の位置は検出センサ１
９によつて検出され、この検出センサが操作機器
１６に接続されるとともに調節器１３に接続され
ており、それによつて制御回路は閉ループを構成
している。

検出センサ１９はさらに故障識別回路２０と接
続されている。この故障識別回路２０の出力信号
が信号処理ユニツト１２に供給されると同時に、
アンドゲート２１の入力端子にも供給される。

信号処理ユニツト１２と調節器１３の後にはそ
れぞれ切り換えスイツチ２２，２３が設けられて
おり、それによつて故障発生時には信号線を切り
換えるようにすることができる。

切り換えスイツチ２２はオアゲート２４の出力
によつて駆動され、故障時には変換器１１から調
節器１３に至る回路は信号処理ユニツト１２に代
わり電圧変換器２５が接続されるようになる。同
様に切り換えスイツチ２３はアンドゲート２１の
出力によつて切り換えられ、スイツチ２２とパル
ス幅変調器１４間には調節器１３に代わりＰ（比
例動作）調節器２６が用いられるようになる。

アンドゲート２１の他方の入力端子はインバー
タ２７を介して電源電圧監視ユニツト２８の出力
と接続される。この監視ユニツト２８の出力信号
によつて検出センサ１９と調節器１３間に接続さ
れている切り換えスイツチ２９が動作される。切
り換えスイツチ２９の位置に従い調節器１３には
検出センサ１９の出力信号かあるいは一定の電圧
U_Mが印加される。

オアゲート２４にはチエツクユニツト３０と基
準電圧監視ユニツト３１が接続される。監視ユニ
ツト３１はさらに信号処理ユニツト１２のリセツ
ト信号を供給する。またチエツクユニツト３０は
信号処理ユニツト１２とも接続されている。さら
に信号処理ユニツトには多数の矢印が設けられて
おり、例えば温度、排気ガス等の種々の信号がこ
れらの信号線を介して信号処理ユニツト１２に入
力される。

このように構成された本発明による制御装置の
動作を第２図の流れ図を参照して説明する。

電源電圧U_Bが最小値Uminより大きいかあるい
は等しい時で故障識別回路によつて故障が検出さ
れていない時には通常動作（ブロツク４０）とな
り、変換器１１から得られる出力信号は信号処理
ユニツト１２を介して処理され、PID動作をする
調節器１３を介してパルス変調器１４に導かれ
る。

しかし通常の電源電圧であつても故障識別回路
２０によつて検出センサ等に故障があつたことが
知らされると、ブロツク４１で図示したように調
節器１３の代わりにＰ調節器２６が制御回路に用
いられる。

電源電圧が最小値Uminと基準電圧Urefの間に
あると、スイツチ２９が切り換わることにより調
節器１３の制御動作はPID動作から２値動作、即
ちオンオフ制御に切り換えられる（ブロツク４
２）。

電源電圧が基準電圧以下になると、ブロツク４
２の制御に代わり変換器１１の出力信号は変換器
２５で処理され、またその場合調節器１３のオン
オフ動作はそのままとなつている（ブロツク４
３）。ブロツク４２，４３に示した制御に対して
は故障識別回路２０が故障信号を発生しているか
どうかということは無関係になつている。

通常の動作の時にはアクセルペダル位置センサ
１０から操作機器１６に至る信号経路には、変換
器１１、信号処理ユニツト１２、調節器１３、パ
ルス幅変調器１４、出力段１５が接続されてお
り、それによつて燃料噴射量を調節する部材の位
置の目標値を表す信号と検出センサ１９によつて
検出されたその位置の実施値信号が比較されその
制御偏差に従つて連続動作特性で閉ループ制御が
行なわれる。通常時の場合には電源電圧監視ユニ
ツト２８と故障識別回路２０は論理「０」の出力
信号を発生し、それに対して故障を発生した時に
は故障識別回路２０の出力には論理「１」の信号
が現われ、この信号は電源電圧監視ユニツト２８
の反転信号と共にアンドゲート２１に入力され
る。それによつてアンドゲート２１の出力は論理
状態が「１」となり、スイツチ２３が動作され
る。故障識別回路２０によつてエラーが知らされ
るとスイツチ２３が切り換わることによつて制御
回路が切り離されるので、純粋なオープンループ
制御となり、また通常のPID動作特性を有する調
節器１３はＰ調節器２６に置き換えられる（ブロ
ツク４１）。それによつて運転手はこのような故
障が発生した場合でも内燃機関の出力を十分に制
御することができるようになる。

一方電源電圧がUminとUrefの間になると、監
視ユニツト２８の出力には論理「１」の信号が現
われ、それによつてスイツチ２９が切り換えられ
ると共にインバータ２７を介してアンドゲート２
１が遮断される。スイツチ２９が切り換わること
により調節器１３の実際値が入力される入力端子
には通常制御偏差が入力される代わりに一定電圧
U_Mが印加されるようになる。このU_Mの値を適当
に選ぶことにより調節器１３はアクセルペダル位
置センサ１０を介して出力値が２つの値しかとら
ない不連続動作特性を示すオンオフ制御器として
動作されるので（ブロツク４２）、アクセルペダ
ル位置センサ１０により燃料供給量を最小または
最大に選択することが可能になる。

始動時電源電圧が減少した場合運転手はそれに
対応してアクセルペダルを踏むことにより最大の
燃料供給量を供給できるようになるので、内燃機
関を確実に始動させることができる。

一方通常の走行時に例えば故障が発生して電源
電圧が減少した場合には運転手の判断により非常
走行のような走行を継続させるかあるいは安全性
の理由により燃料供給量を最小に減少させエンジ
ンを止めさせるようにすることもできる。

また電源電圧が基準電圧Urefよりも下回ると
スイツチ２９の他に基準電圧監視ユニツト３１の
出力信号によりスイツチ２２も切り換えられるよ
うになる。このような場合には信号処理ユニツト
１２が満足に機能しないので信号処理ユニツト１
２の代わりにアクセルペダル位置からの信号は変
換器２５によつて処理され、調節器１３に入力さ
れる（ブロツク４３）。同時に監視ユニツト３１
によつてリセツト信号が信号処理ユニツト１２に
印加されるので、電源電圧が回復した場合には信
号処理ユニツト１２は直ちに作動することができ
る。

第３図には検出センサ１９、電源電圧監視ユニ
ツト２８、スイツチ２９の出力段５０の実施例が
詳細に図示されている。第１図においては簡単な
図示になつているので第３図の詳細図において各
素子を必ずしも第１図のものと対応させることが
できる訳ではない。

従つてスイツチ２９を実現するために検出セン
サ１９の出力段の回路素子が部分的に用いられて
いる。このように本発明においては既に存在して
いる回路素子を用いることにより構成を簡単にし
た実現が可能となる。また実施例においては自動
的に操作されるスイツチ２９を手動により切り換
えることも考えられる。

出力段５０はプラス入力端子を介して駆動され
る演算増幅器５１を有し、その演算増幅器の出力
は抵抗５２、ダイオード５３を介してトランジス
タ５４のベースに入力される。トランジスタ５４
のエミツタは抵抗５５を介して演算増幅器５１に
フイードバツク接続されると共に、調節器１３に
も接続され、また抵抗５６を介してアースと接続
されている。基準電圧Urefはトランジスタ５４
のコレクタに印加されると共に相補トランジスタ
５８のエミツタと、さらに抵抗５７を介してその
トランジスタ５８のベースにそれぞれ入力され
る。トランジスタ５４のエミツタは抵抗５９を介
してトランジスタ５８のコレクタと接続されてい
る。

電源電圧監視ユニツト２８はコンパレータ６０
を有し、そのマイナス入力端子は基準電圧とアー
ス電位間に接続された抵抗６１，６２から成る分
圧点に接続されている。またそのプラス入力端子
は電源電圧とアース間に接続された抵抗６３，６
４から成る分圧器の分圧点と接続されている。ま
たコンパレータ６０の出力信号は抵抗６５とダイ
オード６６を介してプラス入力端子にフイードバ
ツクされている。トランジスタ５４のベースはダ
イオード６７を介してコンパレータの出力に接続
され、またトランジスタ５８のベースとコンパレ
ータ６０の出力間にはダイオード６９と抵抗６８
から成る直列回路が接続されている。

電源電圧が抵抗６３，６４〜６１，６２の分圧
比によつて定められる値よりも大きい値を取る時
には通常状態にあり、オープンコレクタ出力を備
えたコンパレータ６０は遮断状態となつている。
トランジスタ５８のベースには抵抗５７を介して
基準電圧の電位が印加されているので、トランジ
スタ５８は遮断される。インピーダンス変換器と
して用いられたトランジスタ５４はコンパレータ
６０が遮断された場合には演算増幅器５１の出力
電圧によつてのみ変調される。というのはそのベ
ースはダイオード６７を介してコンパレータ出力
から離されるからである。トランジスタ５４のエ
ミツタに現われる噴射量調節部材の位置に比例し
た電圧が実際値として調節器１３に供給される。

一方電源電圧が最小値以下になると、コンパレ
ータ６０の出力はアース電位に切り換わる。この
場合ダイオード６７が順方向に駆動されるのでト
ランジスタ５４は遮断される。トランジスタ５８
は抵抗５７，６８を適当な値に選ぶことにより導
通状態とさせることができるので、トランジスタ
５４のエミツタに現われる電位は抵抗５９，５６
に従つて決められる。このようにしてU_Mで示さ
れた一定の電圧が得られ実際値として入力される
が、この電圧は目標値を所定の値に選ぶことによ
り最大電流並びに最小電流となり操作機器１６を
制御することができるような値に選ばれる。この
時調節器１３はオンオフ制御器として駆動され、
始動時の場合最大燃料供給が可能となると共に、
また通常の走行時電源電圧が減少するなどのよう
な障害が発生した場合には最小の燃料供給量を行
なうことになる。

コンパレータ６０を抵抗６５、ダイオード６６
を介して正帰還させることによりコンパレータに
ヒステリシスを備えた切り換え特性を与えること
ができる。これによつて特に電源電圧が弱く、電
源電圧の間がほぼ最小値になるような場合コンパ
レータ６０がオンオフを繰り返し内燃機関が一種
の振動を起こすような状況を防止することができ
る。

このように第３図に図示した回路構成によつて
電源電圧が減小した場合でも内燃機関を確実に始
動させることができると共にその他の障害が発生
した場合内燃機関を危険な駆動状態にするのを防
止することができる。

ト 発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、電源電
圧が所定の値に減少したかを監視する手段を設
け、電源電圧が所定の値に減少した場合制御回路
の制御特性が自動的にあるいは手動により連続動
作特性から不連続動作特性に切り換えられるの
で、電源が極めて弱くなつている場合でもアクセ
ルペダルを操作することにより燃料供給量を供給
することができ、内燃機関を確実に始動させるこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略構成を示すブロツク図、
第２図は本発明装置の動作を説明する流れ図、第
３図は電源電圧監視ユニツトと検出センサの詳細
な回路構成を示す回路図である。 １０……アクセルペダル位置センサ、１１……
角度パルス変換器、１２……信号処理ユニツト、
１３……PID調節器、１４……パルス幅変調器、
１５……出力段、１６……操作機器、１９……検
出センサ、２０……故障識別回路、２６……Ｐ調
節器、２８……電源電圧監視ユニツト、３０……
チエツクユニツト、３１……基準電圧監視ユニツ
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクセルペダル位置センサと、信号処理ユニ
   ツトと、制御回路の直列回路からなり、その制御
   回路が調節器と、燃料噴射ポンプの噴射量を調節
   する部材を操作する操作機器と、噴射量調節部材
   の位置を検出する検出センサとから構成されてい
   るデイーゼル式内燃機関の燃料供給量制御装置に
   おいて、 電源電圧が所定の値に減少したかを監視する手
   段を設け、 電源電圧が所定の値に減少した場合制御回路の
   制御特性が自動的にあるいは手動により連続動作
   特性から不連続動作特性に切り換えられることを
   特徴とするデイーゼル式内燃機関の燃料供給量制
   御装置。 ２ 前記検出センサに故障が発生した場合燃料供
   給量の制御をオープンループ制御に切り換えるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のデ
   イーゼル式内燃機関の燃料供給量制御装置。 ３ 電源電圧が前記所定の値よりもさらに小さい
   値以下に減少した場合アクセルペダル位置センサ
   からの信号を信号処理ユニツトを介さず直接調節
   器に供給することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、又は第２項に記載のデイーゼル式内燃機関
   の燃料供給量制御装置。 ４ 調節器の実際値入力信号端子に一定の値を印
   加することにより燃料供給量の制御特性を連続動
   作特性から不連続動作特性に切り換えることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のデイーゼ
   ル式内燃機関の燃料供給量制御装置。 ５ 前記制御回路の制御特性の切り換えをコンパ
   レータにより制御することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項、又は第４項に記載のデイーゼル式
   内燃機関の燃料供給量制御装置。 ６ 燃料供給量のオープンループ制御を比例制御
   とすることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
   記載のデイーゼル式内燃機関の燃料供給量制御装
   置。 ７ 前記故障が発生し電源電圧が減少した場合燃
   料供給量の制御をオンオフ動作制御にすることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のデイー
   ゼル式内燃機関の燃料供給量制御装置。 ８ 信号処理ユニツトが故障した場合アクセルペ
   ダル位置センサからの信号を直接調節器に入力す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のデイーゼル式内燃機関の燃料供給量制御装置。