JPS618440A - デイ−ゼル機関用制御装置 - Google Patents

デイ−ゼル機関用制御装置

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JPS618440A
JPS618440A JP12646184A JP12646184A JPS618440A JP S618440 A JPS618440 A JP S618440A JP 12646184 A JP12646184 A JP 12646184A JP 12646184 A JP12646184 A JP 12646184A JP S618440 A JPS618440 A JP S618440A
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JP
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signal
diesel engine
microcomputer
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engine
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JP12646184A
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Masato Ueno
正人 上野
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Bosch Corp
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Diesel Kiki Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/266Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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、マイクロコンピュータを用いたディーゼル機
関用制御装置に関するものである。
従来の技術 マイクロコンピュータを用いて内燃機関の作動制御を行
なうように構成された制御装置が広く用いられてきてい
るが、マイクロコンピュータを用いたこの種の制御装置
は、バッテリ電圧の変動の影響を受けやすく、バッテリ
電圧の低下に因シマイクロコンピュータ内でプログラム
の暴走が生eるという問題を有している。
即ち、マイクロコンピュータを用いたディーゼル機関用
制御装置にあっては、始動用モータ又はグロープラグ等
が・々ッテリに負荷として接続された場合の如く、バッ
テリに大きな負荷が掛かると、バッテリの端子電圧が低
下し、マイクロコンピュータ内でプログラムが暴走する
危険が生じる。若し、プログラムの暴走が生じると、機
関の制御が不能となル、機関が危険な運転状態に陥る虞
れが生じる。特に、冬期においてはバッテリの性能が低
下している上に、エンジンオイルの粘性が増大している
ので、始動電流はよシ一層大きく、従って、バッテリの
端子電圧の低下は一層著しくなる。
更に、低温によるグロープラグの抵抗値の低下に因シ負
荷電流は増大する傾向となシ、バッテリの端子電圧の低
下には著しいものがある。この結果、規定の端子電圧が
12Vの場合の/Jッテリにおいて、その端子電圧が始
動時に3V程度にまで低下してしまうという事態も発生
する。
始動時において上述の如き電圧降下が生じ、マイクロコ
ンピュータにストアされている制御プログラムが暴走す
ると、機関の始動が不能となってしまうので、これを解
決するため、バッテリの端子電圧がプログラムの暴走を
生じさせると考えられる所定値以下になりたことを検出
する回路を設け、バッテリの端子電圧が所定値以下にな
ったことが該回路によって検出された場合に、マイクロ
コンピュータをリセットして制御回路の動作を停止させ
、別途設けた回路によシ機関の始動を行なわせる装置が
提案されている(特開昭58−155245号公報)。
また、特開昭58−28545号公報及び特開昭58−
28546号公報には、制御用のコンピュータが機関の
始動時において正常に動作しない場合には、噴射量制御
用のアクチェータを電源に直結し、アクチェータに、電
流を電源電圧能力限界まで流し、これにより、始動性を
向上させるようにした装置が開示されている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前者の装置では、機関を始動させるため
の別の始動回路を必要とするため、回路規模が大きくな
シ、製造コストを増大させるほか、部品点数の増大によ
シ信頼性の低下を招くという問題点を有している。また
、前者及び後者の装置の共通の問題点として、マイクロ
コンピュータが作動不能状態忙陥った時に、アクチェー
タを電源に直結し、アクチェータに駆動電流を連続的に
供給するため、パルス電流によって駆動されるように設
計されている装置においては、アクチェータに過電流が
流れ、アクチェータの信頼性が著しく劣化するという問
題点が挙げられる。
本発明の目的は、従り・て、回路規模を増大させること
なく、マイクロコンピュータによる本来の制御を充分に
活用し、アクチェータの信頼性を損なうことなしに、デ
ィーゼル機関の始動性を向上させることができるように
したディーゼル機関用制御装置を提供することにある。
発明の構成 本発明の構成は、ディーゼル機関に供給する燃料の噴射
量を調節するための部材を駆動する電気的アクチェータ
と、所要の噴射量制御演算を行なうためのマイクロコン
ピュータと、該マイクロコンピュータにおける演算結果
に応答し上記電気的アクチェータを駆動するための駆動
パルス信号を出力する駆動信号発生器とを備えて成るデ
ィーゼル機関用制御装置において、上記マイクロコンピ
ュータの作動不能状態を検出するための検出手段と、該
検出手段によって上記マイクロコンピュータの作動不能
状態が上記ディーゼル機関の始動時に検出されたことに
応答して始動に必要な所要の噴射量を上記ディーゼル機
関に供給するためのバックアップ信号を出力し上記駆動
信号発生器に入力する手段とを備えた点に特徴を有する
作用 上述の構成釦よれば、ディーゼル機関の場合、シリンダ
内に燃料を噴射するだけで自己着火し、機関を始動させ
ることができるので、始動時のバッテリ電圧低下によシ
マイクロコンピュータが作動不能状態となった場合、・
々ツクアッグ信号によシ駆動信号発生器から出力される
駆動・々ルス信号によシ、ディーゼル機関の始動に必要
な所要量の燃料が噴射され、これによシマイクロコンピ
ュータの制御によらずディーゼル機関を始動させること
ができる。そして、本構成では、ノ?、クアッグ用の信
号を駆動信号発生器に供給し、パ、クアッゾ動作時にお
いてもアクチェータが・臂ルス信号によって駆動される
ので、アクチェータに流れる電流によシアクチエータが
過熱することがなく、アクチェータの信頼性の低下の問
題は生じない。
実施例 第1図本発明によるディーゼル機関用制御装置の一実施
例のブロック図が示されている。ディーゼル機関用制御
装置1は、燃料噴射ポンプ2からディーゼル機関3へ供
給される燃料噴射量を制御するための装置であシ、その
時々の所要の噴射量制御演算を行なうためのマイクロコ
ンピータ4を備えている。マイクロコンピュータ4は、
ディーゼル機関3のその時々の運転条件を示すデータD
がポー)P3に入力されている中央演算処理装置(CP
U ) 5を含んで成シ、CPU 5において、ディー
ゼル機関3のその時々の運転条件に見合った噴射量を得
るのに必要な、燃料噴射ボン7°2のコントロールラッ
ク6の目標位置が演算され、この演算された目標位置を
示す目標位置データDIが出力される。目標位置データ
D1はCPU 5のCLK端子からのクロック信号CK
と共にラッチ回路7に入力され、目標位置データD!は
、CPU5から出力される毎に、ラッチ回路7において
ラッチされる。ラッチ回路7からのラッチデータはディ
シタルーアナログ(AID )変換器8によって対応す
るアナログ信号に変換され、目標位置信号81 として
出力される。
目標位置信号S1は、燃料調節部材であるコントロール
ラック6の位置を検出する位置センサ9から出力されそ
の時々の実際のコントロールラック6の位置を示す位置
信号S!及び後述する/?ツクアップ回路18からのバ
ックアップ信号S3が入力されている加算器10に入力
され、加算器10において各信号S1乃至S3は図示の
極性にて加算される。
加算器10における加算結果を示す出力信号S4は、P
ID演算器11に入力され、PID制御のための信号処
理が施され、その結果得られた制御信号S、は、駆動パ
ルス発生器12に入力される。
駆動・ぐルス発生器12は、制御信号S6に応じてデユ
ーティ比が制御される駆動t4ルス信号S6を出力する
ためのものであシ、駆動/4’ルス信号S6はインバー
タ13によシレペル反転せしめられ、この結果得られた
反転駆動・ぐルス信号S6は、コントロールラック6の
位置決めを行なうためのアクチェータ14に印加されて
いる。アクチェータ14には、反転駆動ノ4ルス信号S
6のデー−ティ比に従った平均駆動電流が流れ、これに
よシコントロールラック6の位置決めが閉ループ制御に
よシ実行される。
CPU 5にストアされている制御プログラムが暴走し
たか否かを、CPU5におけるプログラム処理に基づい
てP−RTJN端子よシ規則的に出力される・そルス信
号psに基づいて検出するため、・2ルス信号PSに応
答して作動する検出回路15が設けられている。検出回
路15は、・千ルス信号PSをバンドパスフィルタを介
して取出し、・やルス信号PSの周期が所定の周期範囲
内にあるか否かの制御を行なう構成となっておシ、例え
ば市販の専用I C(HA 1835P日立製作所)を
用いて作ることができる。検出回路15では、・やルス
信号PSの周期が所定の周期範囲内にある場合にはCP
U 5においてプログラムが正常に実行されているもの
と制別され、一方、パルス信号PSの周期が所定の周期
範囲外となった場合にはCPU 5においてプログラム
の暴走があったものと判別される◎・等ルス信号psは
、例えば20 ms毎にCPU 5から出力されておシ
、検出回路15では、・ぐルス信号PSが所定の周期で
入力されている場合にはCPU 5が正常に作動してい
るものと判別し、一方、・そルス信号PSの発生周期が
この所定周期からずれて、所定の周期範囲外となった場
合には、検出・やルスDPが定期的(例えば200 m
s毎)に出力される。検出ノクルスDPは、CPU 5
のRESET端子に入力され、これによシ、CPU 5
はパルス信号psの発生周期が所定周期範囲外にある間
、所定の時間間隔で繰シ返しリセットされる。若し、C
PU 5のリセット動作によpマイクロコンピュータの
プログラムの暴走が停止し、CPU5が正常な作動状態
に戻ると、・9ルス信号psが再び所定の周期で出力さ
れ、検出パルスDPの出力は停止することに々る。
検出ノ4ルス信号DPは、また、バックアップ回路18
内の単安定マルチバイブレータ16にトリガパルスとし
て入力され、検出パルス信号DPの入力に応答して所定
の時間巾ToのパルスMPが出力される。パルスMPの
時間巾T(+は、機関が始動時に60 [r、 p、 
m″11程度転している場合においても、この時間巾T
o内において最低1回の燃料噴射動作が実行されるよう
に設定される。
)4ルスMPは、3人カアンド回路17の第1入力端子
17aに印加され、その第2入力端子17bにはディー
ゼル機関3がオーバラン状態にある場合に「LJレベル
となるオー・々ラン信号S7が印加され、その第3入力
端子17eにはディーゼル機関3が始動運転状態にある
場合にrHJレベルとなる始動信号Saが印加されてい
る。オーバーラン信号S7は、ディーゼル機関3の回転
速度を示すデータに応答して機関速度がオーバーラン状
態にあるか否かを検出するための図示しないオーバーラ
ン検出回路よシ供給され、一方、始動信号S@は、キー
スイッチ(図示せず)がスタート位置に切換えられたこ
とに応答してキースイッチよシ出力される。
従って、ディーゼル機関3が始動運転状態にあって且つ
ディーゼル機関3がオーバーラン状態にない場合にアン
ド回路17は開かれ、この状態の下において検出回路1
5がマイクロコンピュータ4のプログラムの暴走を検出
すると、/臂ルスMPがアンド回路17を介して加算器
10にバックアップ信号S3として印加される。この場
合には、CPU 5がリセットされた状態にあるため、
目標位置信号S、は出力されておらず、従って、加算器
10においては、実質的に、バックアップ信号S3と位
置信号S、との加算が図示の極性に従って行なわれる。
パルスMPの時間巾Toは、始動時に必要な燃料がディ
ーゼル機関3のシリンダ内に供給できるように設定され
てオシ、従って、マイクロコンピュータ4がリセットさ
れており、マイクロコンピュータ4による制御動作が不
能となっても、この間、バックアップ信号S3が定期的
に繰返し出力され、これにより、燃料がシリンダ内に定
期的に一定時間最大噴射量供給され、この燃料が自己着
火することによルディーゼル機関の始動が確実に行なわ
れる。この場合、バックアップ信号S3の時間長さは・
やルスMpの時間巾T。
Kよシ上述の如く規定されることとなシ、アクチェータ
14の作動時間が必要以上に長くなることがない。従っ
て、始動的におけるバッテリの負荷の軽減を図ることが
でき、バッテリの端子電圧の低下を防止し、もってプロ
グラムの暴走の発生の抑制に寄与することができるもの
である。
尚、バックアップ信号S3によシ指示される噴射量の値
が許容しうる最大噴射量となるように、バックアップ信
号S3のレベルが定められており、従って、・々ツクア
ップ信号S3が目標位置信号S1に代えて加算器10に
入力されると、反転駆動・母ルス信号6のデユーティ比
は、最大噴射量を得るのに必要な所定の値となシ、これ
Kよシコジトロールラック6の位置が所要の最大噴射量
位置に位置決めされる。
上述の構成によると、バックアップ信号S3は、駆動・
やルス発生器12よシ前段に入力されるので、/ぐツク
アッゾ信号S3によるアクチェータ14の駆動は、マイ
クロコンピュータ4による制御と同じ、・やルス信号に
よる駆動となる。この結果、バックアップ信号S畠に基
づく始動制御時にも、アクチェータ14に駆動電流が連
続的に流れることがなく、アクチェータ14の過熱の問
題が生じることがない。従って、アクチェータ14の信
頼性の低下を防止することができるほか、通常の制御と
バックアップ制御とで駆動回路を共通に使用するので、
回路規模の増大を招くことがない。
第2図には、本発明によるディーゼル機関用制御装置の
他の実施例が示されている。第2図に示すディーゼル機
関用制御装置21は、この装置に電力を供給するための
バッテリ22の端子電圧v鳶が印加されている電圧検出
回路23を備えている。
電圧検出回路23は端子電圧■8のレベルに応答して作
動し、端子電圧V、のレベルが、マイクロコンピュータ
4においてプログラムの暴走を生じさせる虞れのある所
定電圧値vT以下になった場合に、リセット・ぐルスR
Pを出力する構成となっておシ、該リセット・やルスR
Pはマイクロコンピュータ4内の中央演算処理装置(C
PU ) 5のRESET端子に印加されると共に、バ
ックアップ回路18内の単安定マルチバイブレータ16
にトリf信号として入力されている。尚、第2図におい
て、第1図の各部と同一の部分には同一の符号を付して
その説明を省略する。
このような構成によると、始動時に、バッテリ22の端
子電圧vEが所定電圧値vT以下になると、リセットノ
母ルスRPが出力され、CPU5がリセットされると共
に、バックアップ信号S3 iZ高出力れ、このバック
アップ信号S3によって所要の始動操作が確実に行なわ
れる。
尚、この場合、CPU5のP−RUN端子からのノeル
ス信号psの発生周期を監視し、・臂ルス信号psの周
期が所定範囲外になった場合にCPU 5をり°セット
する回路構成を備えていてもよく、この場合、パルス信
号psに応答して作動する上述の回路は、機関の始動時
のみならず、機関の作動期間中に亘って作動することに
なる。
第2図に示した構成によれば、簡単な回路構成で済み、
所定電圧■を適宜に設定することにょシ、始動時のバッ
クアップを確実に行なうことができる。
発明の効果 本発明によれば、上述の如く、回路規模を増大させるこ
となく、始動時のマイクロコンピュータの障害に拘わら
ずディーゼル機関の始動を確実に行なうことができ、且
つ、始動時におけるマイクロコンピータの障害に応答し
て出力されるバックアップ信号に従い、制御用のアクチ
ェータがパルス信号によって駆動されるので、アクチェ
ータの信頼性を低下させることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すプロ、り図、第2図は
本発明の他の実施例を示すプ・ロック図である。 1.21・・・ディーゼル機関用制御装置、2・・・燃
料噴射ポンプ、3・・・ディーゼル機関、4・・−マイ
クロコンピュータ、6・・・コントロールスリーフ、9
・・・位置センサ、12・・・駆動パルス発生器、14
・−・アクチェータ、15・・・検出回路、18・・・
バラファツジ回路、22・・・バッテリ、23・・・電
圧検出回路、Ss・・・バックアップ信号、DP・・・
検出パルス信号、S、・・・反転駆動パルス信号、Ss
・・・始動信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  1.ディーゼル機関に供給する燃料の噴射量を調節す
    るための部材を駆動する電気的アクチェータと、所要の
    噴射量制御演算を行なうためのマイクロコンピュータと
    、該マイクロコンピュータにおける演算結果に応答し前
    記電気的アクチェータを駆動するための駆動パルス信号
    を出力する駆動信号発生器とを備えて成るディーゼル機
    関用制御装置において、前記マイクロコンピュータの作
    動不能状態を検出するための検出手段と、該検出手段に
    よって前記マイクロコンピュータの作動不能状態が前記
    ディーゼル機関の始動時に検出されたことに応答して始
    動に必要な所要の噴射量を前記ディーゼル機関に供給す
    るためのバックアップ信号を出力し前記駆動信号発生器
    に入力する手段とを備えたことを特徴とするディーゼル
    機関用制御装置。
JP12646184A 1984-06-21 1984-06-21 デイ−ゼル機関用制御装置 Pending JPS618440A (ja)

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