JPH04321745A - 制御器を有する回路装置 - Google Patents
制御器を有する回路装置Info
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- JPH04321745A JPH04321745A JP4008000A JP800092A JPH04321745A JP H04321745 A JPH04321745 A JP H04321745A JP 4008000 A JP4008000 A JP 4008000A JP 800092 A JP800092 A JP 800092A JP H04321745 A JPH04321745 A JP H04321745A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B9/00—Safety arrangements
- G05B9/02—Safety arrangements electric
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、制御器を有する回路装
置、更に詳細には、制御器を有する閉ループ制御回路と
して構成された回路装置であって、前記制御器には目標
値と実際値との差が制御量として供給され、かつ制御器
は少なくとも2つのアクチュエータを駆動し、各アクチ
ュエータは全制御範囲のそれぞれ一部の制御範囲のみを
カバーし、前記アクチュエータが制御対象に接続されて
いる制御器を有する回路装置に関する。
置、更に詳細には、制御器を有する閉ループ制御回路と
して構成された回路装置であって、前記制御器には目標
値と実際値との差が制御量として供給され、かつ制御器
は少なくとも2つのアクチュエータを駆動し、各アクチ
ュエータは全制御範囲のそれぞれ一部の制御範囲のみを
カバーし、前記アクチュエータが制御対象に接続されて
いる制御器を有する回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】DE−OS3233290には、内燃機
関の排気再循環装置が記載されている。内燃機関は特に
自己着火式エンジン、すなわちディーゼルエンジンとし
て構成されている。装置の還流パイプ内には弁が設けら
れ、その弁の位置は2つの電磁弁巻線を駆動することに
より定められる。さらに運転パラメータに従って2つの
電磁弁巻線の駆動信号を形成する制御装置が設けられて
いる。制御装置は制限機能のあるPID閉ループ特性を
有し、その場合排気再循環弁は2つの電磁弁巻線を介し
て3位置動作で駆動される。
関の排気再循環装置が記載されている。内燃機関は特に
自己着火式エンジン、すなわちディーゼルエンジンとし
て構成されている。装置の還流パイプ内には弁が設けら
れ、その弁の位置は2つの電磁弁巻線を駆動することに
より定められる。さらに運転パラメータに従って2つの
電磁弁巻線の駆動信号を形成する制御装置が設けられて
いる。制御装置は制限機能のあるPID閉ループ特性を
有し、その場合排気再循環弁は2つの電磁弁巻線を介し
て3位置動作で駆動される。
【0003】冒頭で述べた種類の制御回路において、例
えばいずれかのアクチュエータが故障して、その位置に
固着した場合には、好ましくない誤った運転状態が生じ
る。他方のアクチュエータが第1のアクチュエータの故
障位置を補償することが可能であるので、故障は当面の
ところ表に現れない。というのは制御偏差が残存しない
からである。従ってこの種の故障を検出するためには、
制御偏差が残存するかを監視するだけでは充分ではない
。
えばいずれかのアクチュエータが故障して、その位置に
固着した場合には、好ましくない誤った運転状態が生じ
る。他方のアクチュエータが第1のアクチュエータの故
障位置を補償することが可能であるので、故障は当面の
ところ表に現れない。というのは制御偏差が残存しない
からである。従ってこの種の故障を検出するためには、
制御偏差が残存するかを監視するだけでは充分ではない
。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
の欠点を除去し、表に現れない故障を検出できるように
することである。
の欠点を除去し、表に現れない故障を検出できるように
することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に
よれば、制御器を有する閉ループ制御回路として構成さ
れた回路装置であって、前記制御器には目標値と実際値
との差が制御量として供給され、かつ制御器は少なくと
も2つのアクチュエータを駆動し、各アクチュエータは
全制御範囲のそれぞれ一部の制御範囲のみをカバーし、
前記アクチュエータが制御対象に接続されている制御器
を有する回路装置において、制御範囲のどの部分に目標
値及び/あるいは実際値があるかを検出し、制御器の出
力値が前記制御範囲部分に関連する制御器出力値の範囲
にあるかどうかを検査する監視回路が設けられる構成に
よって解決される。
よれば、制御器を有する閉ループ制御回路として構成さ
れた回路装置であって、前記制御器には目標値と実際値
との差が制御量として供給され、かつ制御器は少なくと
も2つのアクチュエータを駆動し、各アクチュエータは
全制御範囲のそれぞれ一部の制御範囲のみをカバーし、
前記アクチュエータが制御対象に接続されている制御器
を有する回路装置において、制御範囲のどの部分に目標
値及び/あるいは実際値があるかを検出し、制御器の出
力値が前記制御範囲部分に関連する制御器出力値の範囲
にあるかどうかを検査する監視回路が設けられる構成に
よって解決される。
【0006】
【作用】このような構成の閉ループ制御回路として構成
された回路装置によれば、上述の種類の故障を検出する
ことができるという利点が得られる。従って制御回路は
完璧に監視を行うことができる。そのために、制御範囲
のどの部分に目標値及び/あるいは実際値があるかを検
出し、制御器の出力値が前記制御範囲部分に関連する制
御器出力値の範囲にあるかどうかを検査する監視回路が
設けられる。各アクチュエータに関連して制御範囲部分
が設けられる。すなわち例えば2つのアクチュエータが
設けられるとすれば、一方のアクチュエータは一方の制
御範囲部分をカバーする。この制御範囲部分には(場合
によっては重複ゾーンを介在させて)他の制御範囲部分
が続いている。この他の制御範囲部分は他方のアクチュ
エータによってカバーされる。重複ゾーン(これは好ま
しくは非常に小さいものであって、あるいは全く設けら
れない)においては好ましくは両方のアクチュエータが
作動する。
された回路装置によれば、上述の種類の故障を検出する
ことができるという利点が得られる。従って制御回路は
完璧に監視を行うことができる。そのために、制御範囲
のどの部分に目標値及び/あるいは実際値があるかを検
出し、制御器の出力値が前記制御範囲部分に関連する制
御器出力値の範囲にあるかどうかを検査する監視回路が
設けられる。各アクチュエータに関連して制御範囲部分
が設けられる。すなわち例えば2つのアクチュエータが
設けられるとすれば、一方のアクチュエータは一方の制
御範囲部分をカバーする。この制御範囲部分には(場合
によっては重複ゾーンを介在させて)他の制御範囲部分
が続いている。この他の制御範囲部分は他方のアクチュ
エータによってカバーされる。重複ゾーン(これは好ま
しくは非常に小さいものであって、あるいは全く設けら
れない)においては好ましくは両方のアクチュエータが
作動する。
【0007】制御回路が例えば第1の制御範囲部分に関
連して制御を行なう状態にある場合、すなわち第1のア
クチュエータが作動する場合には、故障のない状態にお
いては制御器の出力値は、(妥当性の理由から)第1の
制御範囲部分に関連する制御器出力値の範囲にある所定
の大きさを有する。そうでない場合、従ってその制御範
囲部分がそのとき有効な制御器出力値の範囲に対応しな
い場合には、故障が存在する。それによって例えば故障
を有する一方のアクチュエータの機能が故障のない他方
のアクチュエータによって補償されることによって制御
偏差が残存しなくなるような故障も識別することができ
る。
連して制御を行なう状態にある場合、すなわち第1のア
クチュエータが作動する場合には、故障のない状態にお
いては制御器の出力値は、(妥当性の理由から)第1の
制御範囲部分に関連する制御器出力値の範囲にある所定
の大きさを有する。そうでない場合、従ってその制御範
囲部分がそのとき有効な制御器出力値の範囲に対応しな
い場合には、故障が存在する。それによって例えば故障
を有する一方のアクチュエータの機能が故障のない他方
のアクチュエータによって補償されることによって制御
偏差が残存しなくなるような故障も識別することができ
る。
【0008】本発明の他の実施例によれば、監視回路は
、その制御範囲部分と制御器の出力値がある有効制御器
出力値の範囲との間に妥当性が検出されない場合に、故
障表示を行う。
、その制御範囲部分と制御器の出力値がある有効制御器
出力値の範囲との間に妥当性が検出されない場合に、故
障表示を行う。
【0009】特に、監視回路に設定された故障時間より
長い間故障状態が存在する場合にのみ、故障表示を行う
ようにすることができる。それによって過渡状態を克服
することができる。従って故障表示は、所定の待機時間
(故障時間)にも拘らず制御回路に妥当な状態が発生し
ない場合にのみ行われる。
長い間故障状態が存在する場合にのみ、故障表示を行う
ようにすることができる。それによって過渡状態を克服
することができる。従って故障表示は、所定の待機時間
(故障時間)にも拘らず制御回路に妥当な状態が発生し
ない場合にのみ行われる。
【0010】本発明ではさらに、制御器を有する閉ルー
プ制御回路を制御する方法であって、前記制御器には目
標値と実際値との差が制御量として供給され、かつ制御
器は少なくとも2つのアクチュエータを駆動し、各アク
チュエータは全制御範囲のそれぞれ一部の制御範囲のみ
をカバーし、前記アクチュエータが制御対象に接続され
ている制御器を有する制御回路の制御方法において、制
御範囲のどの部分に目標値及び/あるいは実際値がある
かを検出し、制御器の出力値が前記制御範囲部分に関連
する制御器出力値の範囲にあるかどうかを検査する監視
が行なわれる。
プ制御回路を制御する方法であって、前記制御器には目
標値と実際値との差が制御量として供給され、かつ制御
器は少なくとも2つのアクチュエータを駆動し、各アク
チュエータは全制御範囲のそれぞれ一部の制御範囲のみ
をカバーし、前記アクチュエータが制御対象に接続され
ている制御器を有する制御回路の制御方法において、制
御範囲のどの部分に目標値及び/あるいは実際値がある
かを検出し、制御器の出力値が前記制御範囲部分に関連
する制御器出力値の範囲にあるかどうかを検査する監視
が行なわれる。
【0011】回路装置の場合と同様に、制御方法におい
ても目標値あるいは実際値を利用することが可能である
。というのは制御完了状態においては目標値は実際値に
対応するからである。もちろん、目標値と実際値の両方
を利用する方法も可能である。
ても目標値あるいは実際値を利用することが可能である
。というのは制御完了状態においては目標値は実際値に
対応するからである。もちろん、目標値と実際値の両方
を利用する方法も可能である。
【0012】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する
。
。
【0013】図1は、閉ループ制御回路として形成され
た回路装置1を示すものである。回路には、好ましくは
PI閉ループ制御器として形成された制御器2が設けら
れている。制御器2の出力値RAは第1の駆動回路3と
第2の駆動回路4に供給される。第1の駆動回路3の出
力値a1は第1のアクチュエータ5に供給され、第2の
駆動回路4の出力値a2は第2のアクチュエータ6に供
給される。第1のアクチュエータ5の出力値b1は制御
対象9の第1の入力7に供給され、第2のアクチュエー
タ6の出力値b2は第2の入力8に供給され、制御対象
9の出力10には実際値Wistが出力される。この実
際値Wistは負の符号で加算点11に導かれ、加算点
には他の入力量として正の符号で目標値Wsollが供
給される。加算点11の出力12には制御偏差ΔWが出
力され、この制御偏差は入力量として制御器2に供給さ
れる。
た回路装置1を示すものである。回路には、好ましくは
PI閉ループ制御器として形成された制御器2が設けら
れている。制御器2の出力値RAは第1の駆動回路3と
第2の駆動回路4に供給される。第1の駆動回路3の出
力値a1は第1のアクチュエータ5に供給され、第2の
駆動回路4の出力値a2は第2のアクチュエータ6に供
給される。第1のアクチュエータ5の出力値b1は制御
対象9の第1の入力7に供給され、第2のアクチュエー
タ6の出力値b2は第2の入力8に供給され、制御対象
9の出力10には実際値Wistが出力される。この実
際値Wistは負の符号で加算点11に導かれ、加算点
には他の入力量として正の符号で目標値Wsollが供
給される。加算点11の出力12には制御偏差ΔWが出
力され、この制御偏差は入力量として制御器2に供給さ
れる。
【0014】実際においては、図に示す回路装置は内燃
機関の閉ループ制御系に関するものである。好ましくは
内燃機関はターボ装置を搭載したディーゼルエンジンで
ある。例えばEDC(電子ディーゼル制御装置)には、
2つの電磁弁を有する噴射ポンプの送給開始制御を行う
制御回路が設けられている。さらに過給機/絞り弁制御
も可能である。その場合には制御器は常に2つのアクチ
ュエータ、例えば過給機と絞り弁に作用する。その場合
に各アクチュエータは全制御範囲の一部の制御範囲のみ
をカバーする。
機関の閉ループ制御系に関するものである。好ましくは
内燃機関はターボ装置を搭載したディーゼルエンジンで
ある。例えばEDC(電子ディーゼル制御装置)には、
2つの電磁弁を有する噴射ポンプの送給開始制御を行う
制御回路が設けられている。さらに過給機/絞り弁制御
も可能である。その場合には制御器は常に2つのアクチ
ュエータ、例えば過給機と絞り弁に作用する。その場合
に各アクチュエータは全制御範囲の一部の制御範囲のみ
をカバーする。
【0015】次に、上述の過給機/絞り弁制御の例を詳
細に説明する。その場合、制御器2は(不図示の)過給
機のウエストゲートと(不図示の)絞り弁の両方に作用
する。その場合、装置は次のように構成される。すなわ
ち、過給機の制御は吸気管圧力P2が大気圧Patmよ
り大きくなるように、また絞り弁の制御は吸気管圧力P
2が大気圧Patmより小さくなるように行われる。
細に説明する。その場合、制御器2は(不図示の)過給
機のウエストゲートと(不図示の)絞り弁の両方に作用
する。その場合、装置は次のように構成される。すなわ
ち、過給機の制御は吸気管圧力P2が大気圧Patmよ
り大きくなるように、また絞り弁の制御は吸気管圧力P
2が大気圧Patmより小さくなるように行われる。
【0016】図においては、過給機制御は第1の駆動回
路3と第1のアクチュエータ5によって行なわれ、絞り
弁制御は第2の駆動回路4と第2のアクチュエータ6に
よって行なわれる。駆動回路3と4は駆動特性曲線ある
いは駆動マップを有する。その場合、制御器2の出力値
RAが限界値xより大きい場合には過給機制御が有効に
なり、出力値RAが限界値yより小さい場合には絞り弁
制御が有効になるように構成される。限界値xとyの間
の範囲では2つのアクチュエータが作動する。図の駆動
回路3と4の特性曲線の折曲点はcで示されている。c
は限界値xとyの間の範囲に位置する。
路3と第1のアクチュエータ5によって行なわれ、絞り
弁制御は第2の駆動回路4と第2のアクチュエータ6に
よって行なわれる。駆動回路3と4は駆動特性曲線ある
いは駆動マップを有する。その場合、制御器2の出力値
RAが限界値xより大きい場合には過給機制御が有効に
なり、出力値RAが限界値yより小さい場合には絞り弁
制御が有効になるように構成される。限界値xとyの間
の範囲では2つのアクチュエータが作動する。図の駆動
回路3と4の特性曲線の折曲点はcで示されている。c
は限界値xとyの間の範囲に位置する。
【0017】等価回路として、内燃機関の絞り弁が過給
機に対して直列に配置されているものを考えることがで
きる。
機に対して直列に配置されているものを考えることがで
きる。
【0018】出力要求がわずかである場合には、絞り弁
は閉鎖位置に近い位置にあって、過給機は動作しない。 その場合には吸気管圧力P2は大気圧Patmより小さ
い。出力要求が大きい場合には、絞り弁は大きく開放し
た位置にあり、過給機が動作し、吸気管圧力P2は大気
圧Patmより大きい。
は閉鎖位置に近い位置にあって、過給機は動作しない。 その場合には吸気管圧力P2は大気圧Patmより小さ
い。出力要求が大きい場合には、絞り弁は大きく開放し
た位置にあり、過給機が動作し、吸気管圧力P2は大気
圧Patmより大きい。
【0019】次のような故障があると仮定する。例えば
過給機が全過給圧を供給する位置でアクチュエータ5が
固着したとする。ここで内燃機関の出力が減少される場
合に、過給機は故障によって過給機が全過給圧を供給す
る状態のままになっている。故障のない状態にあっては
、過給圧は低下する。しかし過給機に故障があっても内
燃機関に供給される圧力を絞ることは、絞り弁の調節に
よって、従ってアクチュエータ6によって行うことがで
きるので、このような故障があるにも拘らず、制御偏差
はなくなる。それにも拘らず本発明によれば、この故障
状態を発見し、表示することができる。
過給機が全過給圧を供給する位置でアクチュエータ5が
固着したとする。ここで内燃機関の出力が減少される場
合に、過給機は故障によって過給機が全過給圧を供給す
る状態のままになっている。故障のない状態にあっては
、過給圧は低下する。しかし過給機に故障があっても内
燃機関に供給される圧力を絞ることは、絞り弁の調節に
よって、従ってアクチュエータ6によって行うことがで
きるので、このような故障があるにも拘らず、制御偏差
はなくなる。それにも拘らず本発明によれば、この故障
状態を発見し、表示することができる。
【0020】図においては大気圧Patmは折曲点cに
相当する。第1のアクチュエータ5(過給機)は限界値
xより大きい値の範囲で動作し、第2のアクチュエータ
6(絞り弁)は限界値yより小さい値の範囲で動作する
。 本発明によれば、制御器出力RAが実際値Wist及び
/あるいは目標値Wsollに対して妥当性を有するか
どうかが監視される。すなわち、 出力値RA>x かつP2<Patmあるいは 出力値RA<y かつP2>Patmの場合には故障
が存在する。
相当する。第1のアクチュエータ5(過給機)は限界値
xより大きい値の範囲で動作し、第2のアクチュエータ
6(絞り弁)は限界値yより小さい値の範囲で動作する
。 本発明によれば、制御器出力RAが実際値Wist及び
/あるいは目標値Wsollに対して妥当性を有するか
どうかが監視される。すなわち、 出力値RA>x かつP2<Patmあるいは 出力値RA<y かつP2>Patmの場合には故障
が存在する。
【0021】吸気管圧力P2は所定の吸気管圧力(目標
値Wsoll)あるいは実際に存在する吸気管圧力(実
際値Wist)である。
値Wsoll)あるいは実際に存在する吸気管圧力(実
際値Wist)である。
【0022】もちろん好ましくは、妥当性のないこのよ
うな状態が所定の故障時間tdより長く存在する場合に
のみ、故障表示が行われる。
うな状態が所定の故障時間tdより長く存在する場合に
のみ、故障表示が行われる。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば冒頭で述べた回路装置において表に現れない故
障を検出することができる。
によれば冒頭で述べた回路装置において表に現れない故
障を検出することができる。
【図1】閉ループ制御回路として形成された本発明の回
路装置のブロック回路図である。
路装置のブロック回路図である。
2 制御器
3 第1の駆動回路
4 第2の駆動回路
5 第1のアクチュエータ
6 第2のアクチュエータ
9 制御対象
Claims (4)
- 【請求項1】 制御器を有する閉ループ制御回路とし
て構成された回路装置であって、前記制御器には目標値
と実際値との差が制御量として供給され、かつ制御器は
少なくとも2つのアクチュエータを駆動し、各アクチュ
エータは全制御範囲のそれぞれ一部の制御範囲のみをカ
バーし、前記アクチュエータが制御対象に接続されてい
る制御器を有する回路装置において、制御範囲のどの部
分に目標値及び/あるいは実際値(Wsoll、Wis
t)があるかを検出し、制御器(2)の出力値(RA)
が前記制御範囲部分に関連する制御器出力値の範囲にあ
るかどうかを検査する監視回路が設けられることを特徴
とする制御器を有する回路装置。 - 【請求項2】 前記制御範囲部分と制御器(2)の出
力値(RA)がある有効制御器出力値の範囲との間に妥
当性が検出されない場合に、故障表示を行うことを特徴
とする請求項1に記載の回路装置。 - 【請求項3】 監視回路に設定された故障時間(td
)より長い間故障状態が存在する場合にのみ、故障表示
が行われることを特徴とする請求項1あるいは2に記載
の回路装置。 - 【請求項4】 制御器を有する閉ループ制御回路を制
御する方法であって、前記制御器には目標値と実際値と
の差が制御量として供給され、かつ制御器は少なくとも
2つのアクチュエータを駆動し、各アクチュエータは全
制御範囲のそれぞれ一部の制御範囲のみをカバーし、前
記アクチュエータが制御対象に接続されている制御器を
有する制御回路の制御方法において、制御範囲のどの部
分に目標値及び/あるいは実際値(Wsoll、Wis
t)があるかを検出し、制御器(2)の出力値(RA)
が前記制御範囲部分に関連する制御器出力値の範囲にあ
るかどうかを検査する監視が行なわれることを特徴とす
る制御回路の制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4103839A DE4103839A1 (de) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | Regelkreisueberwachung fuer eine regler-schaltungsanordnung mit mindestens zwei stellern |
| DE4103839.8 | 1991-02-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04321745A true JPH04321745A (ja) | 1992-11-11 |
Family
ID=6424650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4008000A Pending JPH04321745A (ja) | 1991-02-08 | 1992-01-21 | 制御器を有する回路装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04321745A (ja) |
| DE (1) | DE4103839A1 (ja) |
| GB (1) | GB2252849B (ja) |
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