JPH0672569B2 - 内燃機関の電子制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用内燃機関の電子制御に利用する。本発
明は、内燃機関用電子制御装置の一部に動作不良が発生
し、電子制御装置を使用して運転を継続することが不能
になったときに、この電子制御装置の一部または全部を
切り離して自動車を運転するために操作する非常用操作
スイッチに関する。

〔従来の技術〕

自動車の内燃機関に供給する燃料供給量をプログラム制
御されたマイクロコンピュータにより制御する電子制御
装置が広く利用されている。一般にこの電子制御装置に
は、内燃機関の回転を検出する回転センサ、燃料供給を
加減する噴射ポンプコントロールラックの変位を電気的
に検出するセンサ、燃料噴射時期を電気信号として検出
するセンサ、運転者により操作されるアクセルペダルの
変位を電気信号に変換するセンサ、走行速度を検出する
センサなど各種のセンサを設け、これらのセンサからそ
れぞれ電気信号を取込み、マイクロコンピュータの制御
によって処理を行い、燃料噴射量を加減するコントロー
ルラックのアクチュエータその他アクチュエータに制御
信号を送出する構造となっている。

このような電子制御装置では、上記のような各種センサ
やマイクロコンピュータなどの要素の他にも多数の電子
部品および機械部品による要素が使用されているので、
これらの要素に故障が発生することが考えられ、その故
障により正常な運転を継続することが困難になると予測
される場合についての措置があらかじめ配慮されてい
る。

その措置のひとつは、いくつかの要素についてアラーム
回路が設けられているところであり、アラームの発生に
より運転者は、重複して設けられた要素の内の１系統に
異常があることや要素が故障には至らないが劣化がある
ことなどを知ることができ、運転者は運転が継続できな
くなる前に適切な修理を行うことができる。

またこの各要素のアラームは安全側に制御を行うために
利用される。内燃機関の電子制御装置で安全側に制御を
行う代表的な例として、主要な要素の動作異常のアラー
ムが発生すると、内燃機関の運転をいったん自動的に停
止させ、再度始動させても、アクセルペダルの操作その
他操作にかかわらず、内燃機関の回転速度をアイドリン
グ状態に維持させるものである。

このような技術が採用する場合はとりあえず安全な制御
が行われるが、電子制御装置の故障により自動車が路上
で運行不能になり、修理工場への回送のために牽引を必
要とするが過度の損失が強いられることが予測される。
このため運転席に必要なアラーム内容を表示し、運転者
はこのアラームを理解した後に操作により電子制御装置
の一部を切り離して運転を行うことができるようにし
て、修理工場への自力回送などを可能とする技術が開発
された。

すなわち、この技術では内燃機関を制御する電子制御装
置が正常な状態で動作する「動作モード」のほかに、運
転者の操作により設定された電子制御装置の一部または
全部が切り離され、運転者の操作にしたがって動作する
「非常モード」による運転モードが設けられた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように非常モードによる車両の操作では、運転者が
非常モードであることを確実に認識して行うことが必要
である。すなわち非常モードでは、内燃機関は運転者の
手動操作により修理工場等へ安全に自走するために必要
な実用的速度、例えば1600rpm以下に制限される。ま
た、部分的に閉ループ制御が解除されていない場合に
は、ラック位置コントロールができないなどのためにハ
ンチングやカーサージなどが生じることがある。

この非常モードへの切換えは上述のように運転者が非常
用操作スイッチを操作することによって行われるので、
原則的に運転者は非常モードへの切換えを認識している
はずである。また非常モードに切換わっていることが運
転席に表示されている。しかし、非常モードへの切換え
を必要とするときには、各種のアラームが発生している
状態であり、運転者の認識に錯誤が生じることが考えら
れる。また運転者は非常モードへの切換えに前後して、
始動スイッチを繰り返して操作する場合があり、非常用
操作スイッチを一度非常モードにしてから非常モードを
解除することを忘れるなどの誤操作によって、この故障
が修理されたにもかかわらず非常用操作スイッチが非常
モードに切換わったままになっていることが考えられ
る。この様な場合、それに気付かずに始動または車両発
進がなされることは防止されなければならない。

このようなことを防ぐために、従来から非常用操作スイ
ッチにカバーを取付けるなどの対策がとられているが、
しかしこの方法も人間の記憶や注意に頼るところがあり
必ずしも完全ではない。

本発明はこのような背景になされたものであり、非常用
操作スイッチが誤って非常モードに設定されているまま
で内燃機関を起動しても、運転者の認識がないまま非常
モードによる運転が行われないように制御する装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、非常用操作スイッチが非操作状態（動作モー
ドを指示する状態）にあることを制御手段が検出した後
に、この非常用操作スイッチが操作状態（非常モードを
指示する状態）に転じたときに、はじめて非常モードを
有効とすることを特徴とする。

すなわち本発明は、被制御内燃機関の回転速度を機械変
位により与える操作手段と、上記内燃機関の回転を検出
する回転センサと、上記操作手段により与えられた回転
速度で上記内燃機関の運転が継続されるように上記内燃
機関への燃料供給量を制御する制御手段とを備え、上記
制御手段に接続された非常用操作スイッチを備え、上記
制御手段はこの非常用操作スイッチの操作により動作モ
ードを非常モードに設定する手段を含む内燃機関の電子
制御装置において、上記動作モードを非常モードに設定
する手段は、上記非常用操作スイッチの操作状態を検出
する手段と、この手段が一旦非操作状態を検出した後に
操作状態をしたときに非常モード設定を有効とする制御
手段とを含むことを特徴とする。

〔作用〕

電子制御装置による燃料供給制御では、内燃機関の回転
を回転センサが検出し、その検出信号を制御手段に送出
して一定の基準値と比較し、制御手段はこの比較出力信
号により内燃機関への燃料供給量を制御して安定な運転
を継続させる。このような電子制御に用いられている要
素に故障が生じるとアラームが発生する。故障が生じた
要素があらかじめ定めた条件にしたがって主要な要素で
ある場合には、電子制御装置はその制御を安全側に行う
ために自動的に内燃機関を停止させ、運転席に必要なア
ラームを表示する。

このアラームを認識した運転者は制御手段に接続された
非常用操作スイッチを操作し、動作モードを非常モード
に切り換えることができる。非常モードでは電子制御装
置の少なくとも一部が切り離されて、自動車は運転者の
手動操作により運転可能な状態となる。

制御手段は非常用操作スイッチが非操作状態（動作モー
ドを指示する状態）にあるか操作状態（非常モードを指
示する状態）にあるかを走査により検出するが、この非
常用操作スイッチが非操作状態であることを検出した後
に操作状態であることを検出したときに限り、運転者に
より認識されて操作されたものとして非常モードの設定
を有効にする。

すなわち、非常用操作スイッチが誤って操作状態に設定
されていたままになっていて、運転者がそれに気付かず
に機関の始動などの操作を行っても、このときには非操
作状態であることを検出した後に操作状態に切換えられ
たものでないから非常モードは有効にならず、運転者が
認識していない非常モードの運転が防止される。

〔実施例〕

次に、本発明実施例内燃機関の電子制御装置について図
面に基づいて説明する。第１図は本発明実施例装置のブ
ロック構成図である。この例は、単に内燃機関の制御だ
けでなく、クラッチおよびトランスミッショについての
制御も電子制御により行うものである。

本発明実施例内燃機関の電子制御装置は、内燃機関１
と、この内燃機関１の回転速度を機械変位により与える
アクセルペダル２と、電子カバナ３と、燃料噴射ポンプ
４と、これらの操作手段によって与えられた回転速度で
内燃機関１の運転が継続されるように燃料供給量を制御
する内燃機関制御手段５と、内燃機関１の回転を検出す
る回転センサ６と、内燃機関制御手段５に接続され動作
モードを非常モードに切換える非常用操作スイッチ７
と、アラームランプ８、ギヤ位置表示９、走行モード表
示10およびインチング走行（極低速走行をいう）表示11
を含む表示器12とを備える。

非常用操作スイッチ７は走行操作盤20に設けられ、この
走行操作盤20には後退走行、ニュートラル、前進走行、
低速および高速走行保持を選択するセレクタレバー21
と、経済走行および高出力走行を選択する走行モード選
択スイッチ22と、１速発進を設定する１速発進スイッチ
23と、インチング走行を設定するインチングスイッチ24
とが含まれる。

内燃機関制御手段５は、プログラム制御されたマイクロ
プロセッサにより構成され、非常用操作スイッチ７の操
作により動作モードを非常モードに設定する手段を含
み、この動作モードを非常モードに設定する手段は非常
用操作スイッチ７の操作状態を検出する手段と、この手
段が一旦非操作状態を検出した後に操作状態を検出した
ときに非常モード設定を有効にする制御手段を含む。

また、クラッチ31およびトランスミッショ32を制御する
制御機器として、駆動制御手段33と、クラッチ31の断接
と変速ギヤのシフトを行うための空気を断続させる電磁
弁34と、走行速度を検出し駆動制御手段33に出力する走
行速度センサ35と、非常モード時にクラッチ31を操作
し、トランスミッション32のギヤシフトを行う非常用ク
ラッチ操作レバー36および非常用ギヤシフトスイッチ37
とを備える。駆動制御手段33もプログラム制御されたマ
イクロプロセッサにより構成される。

このように構成された本発明実施例電子制御装置は、定
常の動作モードでは、走行操作盤20に設けられたセレク
トレバー21をシフトすることによる後退走行、ニュート
ラル、前進走行、低速および高速走行保持の選択、走行
モード選択スイッチ22による経済走行または高出力走行
の設定、１速発進スイッチ23による１速発進の設定、ま
たインチングスイッチによるインチング走行の設定をす
ることができる。

このように選択設定した走行モードにより走行を行う
が、走行時にアクセルペダル２踏込みによるアクセル信
号、回転センサ６により検出される内燃機関回転信号な
どが内燃機関制御手段５に送出され、この内燃機関制御
手段５がこれらの出力信号により電子カバナ３を動作さ
せ、燃料噴射ポンプ４からの燃料噴射を電子制御する。

一方、アクセルペダル２からのアクセル信号、セレクト
レバー21からのセレクトレバー信号、走行速度センサ35
からの走行速度信号などが駆動制御手段33に送出され、
この駆動制御手段33がこれらの出力信号により電磁弁34
を動作させ自動的にクラッチ31の断接を行い、トランス
ミッション32のギヤシフトを行う。

内燃機関制御手段５と駆動制御手段33とは相互に制御信
号の送受信を行い、車両が適切に走行をするよう制御を
行う。

表示器12は、アラームランプ８、ギヤ位置表示９、走行
モード表示10およびインチング走行表示11によって現在
の走行状態を運転者に表示する。

運転者の意志により非常モードに切換えたときには、運
転者は操作によりセレクトレバー21を前進走行または後
退走行にセットし、非常用クラッチ操作レバー36により
非常時のクラッチ接続とし、非常用ギヤシフトスイッチ
37により非常時変速として車両の運転を行うことができ
る。この運転により車両がとりあえず路上停車状態にな
ることを避けることができるようになっている。

第２図は本発明実施例電子制御装置のモード転換に関す
る制御の流れを示すフローチャートである。本発明実施
例電子制御装置は、一定時間間隔のクロック信号に同期
して制御が繰返し行われる。

まず、正常な動作モードの場合を説明する。正常な動作
モードではアラームはなく、フラグも立っていない。し
たがって動作モードの制御が継続して繰り返し行われ
る。

つぎに主要な制御要素のいずれか、たとえばアクセルペ
ダルのセンサに故障が発生した場合を説明する。この場
合には制御手段５は、安全側に制御を実行するから通常
の運転は不能となる。安全側に制御を実行する典型的な
一例を説明すると、制御手段５はアラームの発生により
いったん内燃機関１の運転を停止状態とする。これによ
り運転者は運転を継続することができなくなる。

このアラームは運転席にも表示され、運転者はこのアラ
ームによる異常を知る。この状態で運転者が非常モード
の運転を行いたい場合には非常用操作スイッチ７を操作
して、非常モードを設定することになる。運転者は再び
内燃機関１を始動させることができるが、このときには
制御手段５は内燃機関１の回転速度をアイドリング状態
に維持する。アクセルペダルを踏んでもこの回転速度は
1600r.p.m.以内でペダル操作に応動することになる。

この非常用操作スイッチ７の切換えについて説明する。
内燃機関１が安全側に制御されアイドリング状態を継続
するときには、第２図でアラームＢが有の状態になる。
このとき非常用操作スイッチ７はまだOFFの状態（非操
作状態）であるが、非常用操作スイッチ７のOFFが検出
されると、この制御手段に内蔵されたタイマが起動す
る。この例では、このタイマ起動後に１秒以上が経過し
てもこのOFFの状態が継続するとフラグがセットされ
る。次の制御ではフラグ有となる。

運転席に表示されたアラームにより運転者が異常の内容
を認識し、自分の意志により非常用操作スイッチ７を押
すことにより非常用操作スイッチ７をONの状態（操作状
態）にすると、この制御手段に内蔵されたON側タイマが
起動する。このタイマ起動後になおONの状態が、この例
では１秒以上継続すると非常モード切換わる。このとき
には上述のような非常モードに切換が有効となる。非常
モードが有効となることにより上述のように、非常用レ
バーを操作するなどにより非常モードでの車両の運転が
可能な状態となる。

以上が非常モードへの切換動作であるが、アラームの発
生などにより運転者がさらに複雑な操作を行い錯誤が発
生するおそれのある場合について説明する。

何らかの故障発生により自動車は安全側に制御され停止
した内燃機関が、アラームを認識した運転者により再度
始動され、表示されたアラームにしたがって、運転者の
操作により非常用操作スイッチ７が押され、これがいっ
たんON状態になった後に、なんらかの原因により運転者
が内燃機関１を停止させた場合を考える。運転者は必要
な点検などを行った後に、再度内燃機関１を起動したも
のとする。このときには、センサの異常は継続している
のでアラームＢは有の状態になるが、フラグはセットさ
れていない。したがってアラームＢ有の状態で、非常用
操作スイッチ７がON状態であっても非常モードへの切換
えは行われず動作モードの制御状態に戻る。

すなわちこの場合には、運転者は一度自らの意志により
非常用操作スイッチを操作したが、その後で内燃機関を
停止させ、再度内燃機関を起動させているので、このと
きには非常用操作スイッチの操作についてはその認識が
なくなっているものとしている。いったん内燃機関を停
止させた後に運転者が交代している場合もあり得る。こ
の場合には新しい運転者は非常用操作スイッチを操作し
た記憶がないからその認識もない。

このように、制御がいったんリセットされた後に、はじ
めから非常用操作スイッチ７がONの状態になって制御が
再開されても、これは運転者が認識して操作を行ったも
のでないとして、内燃機関は動作モードで動作し非常モ
ードにはならない。すなわち運転者が意識して非常用操
作スイッチ７を操作しない限り非常モードに切換わらな
い。

このように非常用操作スイッチは非常モードを指示して
いるが、制御が非常モードに切換わらない状態では、内
燃機関はアイドリング状態を継続し、当然に非常モード
での運転は不能である。この場合に運転席には、現在は
動作モードであること、さらに、非常モードに設定する
ならば非常用操作スイッチをいったんOFFにしてから再
度ONに操作することを促す意味の表示を行うことがよ
い。

上記実施例では、動作モードの状態でアラームが発生す
ると、いったん内燃機関を停止し、その後は内燃機関を
再始動させても内燃機関の回転速度がアイドリング状態
を維持するような安全側への制御の例を示して説明した
が、アラームの発生の後に安全側に制御を行う方法はこ
の他にもさまざまな形態があり、これらの形態について
も、運転者に非常モードへの切換えを正しく認識させる
ために、本発明を同様に実施することができ同様の効果
が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、非常用操作スイッチ
が動作モードに設定されていた状態を検出してから非常
モードの状態に切換えられたときに限り非常モードによ
る車両の運転が可能となり、運転者が認識していない非
常モードの運転を防止することができる効果がある。こ
れにより、さらに安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例内燃機関の電子制御装置のブロッ
ク構成図。 第２図は本発明実施例内燃機関の電子制御装置の制御の
流れを示すフローチャート。 １……内燃機関、２……アクセルペダル、３……電子ガ
バナ、４……燃料噴射ポンプ、５……内燃機関制御手
段、６……回転センサ、７……非常用操作スイッチ、８
……アラームランプ、９……ギヤ位置表示、10……走行
モード表示、11……インチング走行表示、12……表示
器、20……走行操作盤、21……セレクトレバー、22……
走行モード選択スイッチ、23……１速発進スイッチ、24
……インチングスイッチ、31……クラッチ、32……トラ
ンスミッション、33……駆動制御手段、34……電磁弁、
35……走行速度センサ、36……非常用クラッチ操作レバ
ー、37……非常用ギヤシフトスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被制御内燃機関の回転速度を機械変位によ
   り与える操作手段と、 上記内燃機関の回転を検出する回転センサと、 上記操作手段により与えられた回転速度で上記内燃機関
   の運転が継続されるように上記内燃機関への燃料供給量
   を制御する制御手段と、 を備え、 上記制御手段に接続された非常用操作スイッチを備え、 上記制御手段はこの非常用操作スイッチの操作により動
   作モードを非常モードに設定する手段を含む 内燃機関の電子制御装置において、 上記動作モードを非常モードに設定する手段は、上記非
   常用操作スイッチの操作状態を検出する手段と、この手
   段が一旦非操作状態を検出した後に操作状態を検出した
   ときに非常モード設定を有効とする制御手段とを含む ことを特徴とする内燃機関の電子制御装置。