JPH0319901B2

JPH0319901B2 -

Info

Publication number: JPH0319901B2
Application number: JP57027150A
Authority: JP
Inventors: Teruo Nakada; Junichi Iino
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1982-02-22
Publication date: 1991-03-18
Also published as: JPS58144651A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、エンジン（特にデイーゼルエンジ
ン）の回転制御をマイクロコンピユータで制御す
るエンジン制御装置の改良に関し、特にコンピユ
ータの暴走時にコンピユータに代つてエンジンの
回転制御を続行しうるバツクアツプ回路を設けた
エンジン制御装置に関する。

近年の自動車等の内燃機関の制御の電子化の波
は著しく、内燃機関（エンジン）の制御にマイク
ロコンピユータが利用されつつある。このような
コンピユータを利用したエンジンの制御回路で
は、コンピユータがアクセルの開度やエンジンの
回転数、エンジンの温度等を周期的に取込み、適
切な量の燃料が供給される様燃料供給バルブ等を
制御するものである。

一般に、コンピユータによる制御は、内蔵する
メモリに予じめ記憶された制御プログラムを順次
実行することによつて行なわれ、正常に動作して
いる限り、制御上での異常は生じない。一方、エ
ンジンの制御にコンピユータを利用する場合に
は、万一コンピユータが暴走すれば、エンジンの
回転が異常に高くなつたり、吹き上がつてしまつ
たりして、エンジンの制御が不可能となり、エン
ジンを損傷するばかりか、人命にも影響を与える
恐れがある。コンピユータが何の原因もなく、暴
走することは考えられないが、エンジン制御等に
おいては、電気的な環境の悪い所に置かれている
ため、ノイズの混入、異常高温、低温等の外部条
件によつては、万に一つではあるがプログラムル
ープ等が生じて暴走することも考えられる。従来
のコンピユータ制御によるエンジン制御装置で
は、これらの対策が成されておらず、万一暴走し
た場合の解決策が要望されていた。

一般にコンピユータの技術分野では、コンピユ
ータの暴走を検知するため、制御プログラムの一
部に暴走検知プログラムを設けたり、バス線の出
力を監視する回路を設け、同一アドレスを連続し
て何度も出力したり、設定されていないアドレス
を出力したりした場合には暴走と判定して、直ち
にコンピユータの動作を無効とすることは行なわ
れているが、これをエンジン制御装置に応用すれ
ば、エンジンを停止せしめることになり好ましく
ない。即ち、エンジン制御装置のコンピユータが
暴走した際、直ちにエンジンを停止することは、
いままで走つていた自動車を急停止することにな
り、道路等の進行中には追突等人命の危険も考え
られる。

従つて、本発明の目的は、コンピユータが暴走
してもエンジンの制御をコンピユータに代つて行
いうるエンジン制御装置を提供することにある。

以下、本発明を図面に従つて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例構成図である。

第１図において、１はアクセルペダル、２はア
クセルペダルの踏み込み量を電気信号PPSとして
検出するポテンシヨメータ、３はコンピユータを
内蔵する制御装置である。４は空気圧駆動のアク
チユエータ、４ａは伝達シヤフト、５は空気圧調
節弁、６は真空圧調節弁、５ａ，５ｂは夫々空気
圧調節弁に付属した管、６ａ，６ｂも夫夫真空圧
調節弁に付属した管である。７はクランク、８は
シヤフト、９はコントロールレバー、１０はレバ
ー９に一方向の回動力を付与するバネ、１１はシ
ヤフト８の回転量を電気信号SLSとして検出する
ポテンシヨメータである。２１はシヤフト８によ
り回転駆動されるカム、２２はコントロールラツ
ク、２３は燃料噴射量をコントロールするプラン
ジヤであり、コントロールラツク２２の移動によ
りプランジヤ２３が回動し、プランジヤ２３の有
効ストロークを変化して、プランジヤ２３の上下
動による燃料送出量を変化させる周知のデイーゼ
ルエンジン用燃料噴射ポンプである。

次に、第１図の動作を説明すると、運転手がア
クセルペダル１を踏み込むと、それにつれてポテ
ンシヨメータ２も連動し踏み込量に応じた電圧レ
ベルの電気信号PPSを発生する。この電気信号
PPSは制御装置３に入力され、後述するコンピユ
ータに踏み込指令量（アクセル開度量）として入
力される。一方、コントロールラツク２２の位置
はシヤフト８の回転位置で示されており、シヤフ
ト８の回転位置に応じた電圧レベルの電気信号
SLSがポテンシヨメータ１１より出力され、制御
装置３のコンピユータに入力され、デイーゼルエ
ンジンの回転数信号RSが図示しない回転数検知
器より入力される。制御装置３はアクセル開度量
PPSと回転数信号RSとから燃料噴射量信号を作
成し、燃料噴射量信号と回転位置信号SLSとの差
分を演算し、この差分に基づき空気圧調節弁５と
真空圧調節弁６に弁調節指令信号VCSを与え、
これら両調節弁を制御する。この結果、空気圧調
節弁５の制御による供給空気圧と真空圧調節弁６
の制御による真空度の調節が行なわれて、アクチ
ユエータ４に左右の真空度が制御される。そし
て、該真空度に応じて駆動力伝達シヤフト４ａが
移動し、該移動によりクランク７がシヤフト８を
バネ１０の力に抗して回転させ、カム２１を回動
させて、コントロールラツク２２を移動させ、プ
ランジヤ２３を回動して、プランジヤ２３の有効
ストロークを増減し、燃料送出量を制御する。シ
ヤフト８の回転動作により、ポテンシヨメータ１
１もシヤフト８の回転動作に見合う分だけ回動す
る。ポテンシヨメータ１１はこの回動に応じた電
圧信号SLSを発生して、制御装置３にフイードバ
ツクし、最終的にはアクセルペダルの開度（踏み
込み）量に対応した量だけコントロールラツク２
２が移動した時点で、前記差分が零となりアクチ
ユエータ４の左方へ引く力と右方へ引く力がバラ
ンスして停止する。勿論その時点では、制御装置
３からは空気圧調節弁５及び真空圧調節弁６への
弁調節指令信号VCSは出力されず、これら両調
節弁は閉じられる。これらの制御動作は瞬時のう
ちになされる。逆にアクセルペダルの踏み込みを
開放する時も同様な制御が行なわれる。なお、第
１図においてはシヤフト８とレバー９は分離され
ており、たとえば、冷間時、チヨークの作動時等
でチヨーク弁開度に応じてスロツトルを強制的に
少量開くことの必要なときアクセルペダルからの
指令によるクランク７の位置とは別にプランジヤ
２３の有効ストロークを増加させることができる
装置となつている。

第２図は、本発明の制御装置の一実施例ブロツ
ク図である。図中、３０はコンピユータで、マイ
クロコンピユータ本体３０１と、入出力インタフ
エース３０２を有している。尚、３０３はバス線
である。マイクロコンピユータ３０１は処理装置
３０１ａと、制御プログラムを記憶する制御プロ
グラムメモリ３０１ｂと、データメモリ３０１ｃ
を有し、自動車各部に配設された各種センサ出力
を高速度で周期的に読取つて（ポーリング制御）、
或いは割込みによつて制御プログラムの制御下で
所定の演算処理を行ない、処理結果を図示しない
各部操作部に出力する。入出力インタフエース３
０２はアクセルペダルの踏み込み量を示すアクセ
ル開度信号PPSをデイジタル値PDにアナログ・
デイジタル変換（AD変換）するAD変換器３０
２ａと該デイジタル値PDを記憶するバツフアレ
ジスタ３０２ｂと、デイーゼルエンジンの回転数
を示す回転数信号RSをデイジタル値RDにAD変
換するAD変換器３０２ｃと、該デイジタル値
RDを記憶するバツフアレジスタ３０２ｄとを有
している。３１はコンピユータ３０のデイジタル
出力値をアナログ量VASに変換するDA変換器、
３２は差動アンプで、ポテンシヨメータ１１の位
置信号SLSとDA変換器３１の指令値VASとの差
分を出力するもの、３３はアナログ−デユーテイ
変換回路で、一定周期のパルス信号を発生し、入
力されるアナログ量に応じてパルス信号のテユー
テイ比を変化して出力するものであり、例えば入
力アナログ量が零の場合デユーテイ比零、即ちパ
ルス幅零のパルス信号を出力するものである。
PTは増巾用パワートランジスタで、アナログ−
デユーテイ変換回路３３の出力パルス信号を弁調
節指令信号VCSに増巾するものである。３４は
ポテンシヨメータ１１の出力をアナログ量の位置
信号SLSに変換する位置検出回路であり、３５は
波形整形回路で、回転数検出装置の出力を整形し
て回転数信号RSとするものである。３６は信号
発生回路で、回転数信号RSとアクセルペダルの
アクセル開度信号PPSとが入力され、回転数信号
RSに反比例し、アクセル開度信号PPSに比例す
るデユーテイ比のパルス信号を発生するものであ
る。３７は暴走検出回路で、コンピユータ３０１
のバス線に接続され、バス線上のデータを受け、
同一のアドレスが連続して複数回バス線上に出力
されるとコンピユータの暴走と判定する回路であ
り、バス線上のデータを受ける複数のレジスタ
と、これらレジスタの内容を比較する比較回路で
構成されていると考えて良い。AND１，AND２
はアンドゲートで、切替回路を構成し、暴走検出
回路３７の検出出力ABSが“１”（非暴走検出
時）の時アンドゲートAND１が開き、検出出力
ABSが“０”（暴走検出時）の時アンドゲート
AND２が開くものである。NOTは反転ゲートで
である。

この動作を説明すると、アクセル開度信号PPS
は、入出力インタフエース回路３０２のAD変換
器３０２ａにおいてデイジタル値PDにAD変換
され、しかる後所定の周期でデータメモリ３０１
ｃの開度記憶領域３０４に記憶される。

一方、回転数信号RSは、AD変換器３０２ｃに
おいてデイジタル値SDに変換されしかる後デー
タメモリ３０１ｃの開度記憶領域３０５に記憶さ
れる。処理装置３０１ａは制御プログラムの制御
下で常時デイジタル値PDとRDの差分を演算し、
差分に比例する燃料噴射量指令信号VASを出力
する。

更に、排ガス濃度センサーやエンジン温度セン
サーの検出出力がマイクロコンピユータ３０１に
入力され、最適の燃料噴射量指令信号VASが決
定される。

この指令信号VASはDA変換器３１でアナログ
量に変換され、差動アンプ３２に入力される。差
動アンプ３２はポテンシヨメータ１１の位置信号
SLSを位置検出回路３４から入力されているの
で、指令信号VASと位置信号SLSとの差分信号
を出力する。この差分信号はアナログ−デユーテ
イ変換回路で、差分信号のアナログ量に応じたデ
ユーテイ比のパルス信号に変換される。一方、暴
走検出回路３７はコンピユータ３０の暴走をその
バス線３０３を介し監視しており、暴走検出回路
３７は暴走を検出していない時は、検出出力
ABCが“１”であるから、アンドゲートAND１
が開かれているので、変換回路３３の出力パルス
信号はトランジスタPTに伝えられ、弁調節指令
信号VCSとして増巾され、調節弁５，６（第１
図）の駆動に供される。これによつて、前述の如
くアクチユエータ４が動作し、コントロールラツ
ク２２が移動し、プランジヤ２３を回動して燃料
送出量が制御される。コンピユータ３０が暴走し
ていない時には、この様にしてアクセル開度、エ
ンジン回転数等に応じてコンピユータが最適の燃
料噴射量を決定し、燃料ポンプの噴射量を制御す
る。暴走検出回路３７はコンピユータ３０のバス
線３０３のデータを常時取込み、データの内アド
レス情報が連続して同一のものとなつているかを
判定する。同一アドレスが連続して出力される場
合には、プログラムがループしている等コンピユ
ータの暴走と考えられるから、検出出力ABSを
“０”として暴走検出力を発する。これによりア
ンドゲートAND１が閉じ、変換回路３３の出力
はトランジスタPTに伝わらないので、コンピユ
ータ３０による燃料噴射制御は無効となる。一
方、アンドゲートAND２は反転ゲートNOTを介
し検出出力ABSが入力されることによつて開か
れるので、信号発生回路３６の出力がトランジス
タPTに伝わり弁調節指令信号VCSとして調節弁
５，６に与えられる。即ち、信号発生回路３６の
出力で燃料噴射量が制御される。

信号発生回路３６を第３図のブロツク図、第４
図乃至第６図の特性図を用いて説明する。図中、
３０６は発振器であり、３０７は三角変換回路
で、発振器３０６の発振出力を三角波信号TWS
（第６図Ａ）に変換するもの、３０８は周波数−
電圧変換器（FVコンバータ）で、回転数信号RS
の周波数に応じた電圧を出力し、第４図Ａの回転
数−電圧出力特性を有している。３０９はバツフ
アアンプで、アクセル開度信号PPSを増巾し、第
４図Ｂの開度信号（PPS）−電圧出力特性を有し
ている。３１０は差動アンプで、アクセル開度信
号PPSから回転数電圧出力を差し引いた差分出力
DFSを発生するもので、アクセル開度信号PPS
と差分出力DFSとの関係は回転数をパラメータ
として、第５図の如くの特性となる。３２０は比
較回路で、第６図Ａの如く、差分出力DFSと三
角波信号TWSとを比較し、第６図Ｂの様に、差
分出力DFSが三角波信号TWS以上の時はレベル
“１”の出力を、それ以下の時はレベル“０”の
出力を示すパルス信号VBSを出力するものであ
る。即ち、第６図Ｂから明らかな如く、出力パル
ス信号VBSは発振器３０６の発振周期でしかも
そのパルス巾は差分出力DFSに比例するもので
あり、一種のパルス幅変調信号である。第３図の
動作を説明すると、アクセル開度信号PPSはバツ
フアアンプ３０９で増巾され、差動アンプ３１０
に入力される一方、差動アンプ３１０には電圧に
変換された回転数信号RSが入力され、その差分
が出力される。差動アンプ３１０の出力DFSは
アクセル開度信号PPSの開度量に応じて予じめ定
められた回転数指令信号と実際の回転数信号RS
との差を示している。この差分出力DFSは比較
回路３２０で三角波変換回路３０７の三角波信号
TWSと比較され、差分出力DFSの大きさに応じ
たパルス巾のパルス信号VBSに変換される。こ
のパルス信号VBSは燃料噴射量信号であり、そ
のパルス巾は回転数に反比例し、アクセル開度に
比例する。即ちパルス信号のデユーテイ比は第６
図Ｃに示す様に、回転数に反比例し、アクセル開
度に比例する。この様にして、コンピユータ３０
が暴走しても、信号発生回路３６がエンジンの回
転をアクセルの指示通りに制御することになる。
信号発生回路３６の制御量はコンピユータ３０の
最適な制御量と比べると、他のセンサーの出力を
制御量の決定要因としていない等のため、ヒステ
リシス特性や応答特性は劣るものの、エンジン制
御を続行でき、最悪の場合でも車両をサービス工
場まで自力でもつていくことができる。前述の実
施例では、弁調節指令信号VCSで調節弁５，６
を共通に制御しているが、調節弁５，６を別々に
制御する様２つの弁調節指令信号VCS１，VCS
２を作成しても良い。このため、コンピユータ３
０と指令出力VASが位置信号SLSより大なら調
節弁６の指令信号VCS１を、小なら調節弁５の
指令信号VCS２を発する様構成すれば良く、例
えば差動アンプ３２、アナログ−デユーテイ変換
回路３３、アンドゲートAND１、トランジスタ
PTの組合せをもう一組設ければ良い。同様に信
号発生回路３６においても、アクセル開度信号
PPSが回転数信号RSより大なら調節弁６の指令
信号VCS１を、小なら調節弁５の指令信号VCS
２を発する様構成すれば良く、例えば、第３図に
差動アンプ３１０、比較回路３２０をもう一組設
ければ良い。又、アクチユエータ４，５，６も前
述の構成に限られず、他の空気圧制御のものの
他、電気モータ等を用いても良い。更に、前述の
暴走検出回路３７としては、バス線３０３上のア
ドレスが設定されていないアドレスを示している
ことを検出するものや、所定時間バス線３０３に
データが出力されないことを検出するもの等を用
いることが出来、これらの検出を組合せたものを
用いてもよい。

以上説明した様に、本発明によれば、少なくと
もエンジンへの燃料供給量を制御するコンピユー
タの作動異常時に該コンピユータに代つて燃料供
給量を制御するバツクアツプ回路を有するエンジ
ン制御装置において、エンジンの回転速度信号と
アクセルペダルの踏込量信号とから該回転速度の
増加に伴い減少すると共に該踏込量の増加に伴い
増加するアナログ信号を出力する差動手段と、所
定波形の信号を出力する波形変換手段と、上記差
動手段と上記波形変換手段との出力信号からデユ
ーテイ比が回転速度の増加に伴い減少すると共に
踏込量の増加に伴い増加するデジタル信号を生成
し上記バツクアツプ回路の出力とする比較手段と
を有することを特徴とするエンジン制御装置を提
供することができる。なお、本願発明によるエン
ジン制御装置では、バツクアツプ回路作動時に
は、エンジンの回転速度をアクセルペダルの踏込
量に応じて安定に保持するため、特にデイーゼル
エンジンに適用した場合には電子ガバナとして作
用するため、機械式ガバナを付設する必要が無
い。すなわち、コンピユータが何等かの原因で暴
走しても、アクセルペダルの踏込量に応じエンジ
ンの回転速度を正常に制御することができるの
で、エンジンが異常回転したり、停止したりする
ことがなく、車両を損傷することもなく、又人命
の危険の恐れもない。又、自力で走行出来るの
で、安全にサービス工場等へ車両をもつていくこ
とが出来る。更に、コンピユータが暴走しても自
動的に暴走検知して制御を切替えるので、エンジ
ン制御の中断がなく、この点でも安全性が高い。

尚、本発明を一実施例により説明したが、本発
明はこの実施例に限られず、本発明の主旨の範囲
内で種々の変形が可能であり、本発明の範囲から
これらを排除するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成図、第２図は本
発明の一実施例ブロツク図、第３図は第２図実施
例の信号発生回路ブロツク図、第４図乃至第５図
は第３図要部の特性図、第６図は第３図の出力動
作説明図である。図中、１……アクセルペダル、２，１１……ポ
テンシヨメータ、３……制御装置、４……アクチ
ユエータ、５，６……調節弁、２２……コントロ
ールラツク、２３……プランジヤ、３０……コン
ピユータ、３６……信号発生回路、３７……暴走
検出回路。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくともエンジンへの燃料供給量を制御す
るコンピユータの作動異常時に該コンピユータに
代つて燃料供給量を制御するバツクアツプ回路を
有するエンジン制御装置において、エンジンの回
転速度信号とアクセルペダルの踏込量信号とから
該回転速度の増加に伴い減少すると共に該踏込量
の増加に伴い増加するアナログ信号を出力する差
動手段と、所定波形の信号を出力する波形変換手
段と、上記差動手段と上記波形変換手段との出力
信号からデユーテイ比が回転速度の増加に伴い減
少すると共に踏込量の増加に伴い増加するデジタ
ル信号を生成し上記バツクアツプ回路の出力とす
る比較手段とを有することを特徴とするエンジン
制御装置。２前記エンジンはデイーゼルエンジンであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエン
ジン制御装置。３前記バツクアツプ回路の出力は前記エンジン
の燃料噴射ポンプに与えられることを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載のエンジン
制御装置。４前記波形変換手段の出力信号は三角波である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエ
ンジン制御装置。