JPH0441235Y2

JPH0441235Y2 -

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Publication number: JPH0441235Y2
Application number: JP1982151481U
Authority: JP
Priority date: 1982-10-07
Filing date: 1982-10-07
Publication date: 1992-09-28
Also published as: JPS5956349U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は内燃機関用制御装置に関し、更に特定
して述べると、電子回路、マイクロコンピユータ
等により作動制御が行なわれるようにした内燃機
関の始動を確実に行なうための制御装置に関す
る。

近年、マイクロコンピユータ等の電子装置によ
つて作動制御されるようにした内燃機関装置が
種々提案されてきているが、この種の装置は従来
の装置に比べてバツテリ電圧の変動の影響を受け
やすく、バツテリ電圧の低下に因り正常な制御動
作を実行できなくなる等の問題点を有している。

例えば、内燃機関装置の各部の調節操作をマイ
クロコンピユータにより制御するように構成した
電子式内燃機関装置の場合において、始動用モー
タ又はグロープラグ等の作動によりバツテリに大
きな電流が流れると、バツテリの端子電圧が低下
し、マイクロコンビユータ内でプログラムが暴走
する危険が生じる。特に、冬期においてはバツテ
リの性能が低下している上に、エンジン内のオイ
ルの粘性増大に因りより一層大きな始動電流が流
れるので、バツテリの端子電圧の低下は一層著し
くなる。更に、デイーゼル機関の場合には、グロ
ープラグの抵抗値が低温のためにより低下してい
るので、この点からもバツテリの端子電圧が著し
く低下する傾向を生じる。上述した種々の理由に
よるバツテリの端子電圧の低下は、場合によつて
は、例えば規定電圧が12Vの場合において3V程
度にまで低下してしまうことがあり、それにより
プログラムの暴走が生じると、所要の制御が不能
となるばかりか、機関が危険な運転状態に陥る虞
れが生じる。従つて、バツテリの端子電圧が所定
値以下に低下した場合には制御回路をリセツトし
燃料の供給を断つて機関を停止させる様に構成し
た制御装置が採用されている（特開昭57−62405
号公報）。

しかし、上述の如く構成された従来の制御装置
では、特にバツテリの性能が低下している場合に
は、始動時にバツテリ電圧の低下が頻繁に生じ、
その度に燃料カツト弁が作動すると共に燃料調節
部材を駆動するアクチエータがオフ状態となり、
燃料の供給が停止されるので、始動増量不測で機
関の始動が困難となり、始動不可能となる場合も
生じる等の不具合を有している。

また、特開昭58−44233号公報には、スタート
電圧が下つた場合、燃料供給量を制御する部材を
駆動する調節装置を信号処理回路から離し、直接
電源電圧供給線と接続して必要なスタート量を得
るようにした燃料供給量制御装置が開示されてい
る。しかし、スタート時のバツテリ電圧の低下は
内燃機関の回転による影響を受け、そのレベルは
回転に従つて変動するものである。このため、上
述の従来装置に示される比較スイツチの出力によ
る制御ではスタート時における円滑な燃料供給量
制御は期待できないものである。

本考案の目的は、従つて、内燃機関の始動時に
おけるバツテリ電圧の低下に因る機関の始動の困
難性を除去し、始動性能を著しく向上させること
ができる、内燃機関用制御装置を提供することに
ある。

以下、図示の実施例により本考案を詳細に説明
する。

第１図には、本考案による内燃機関様制御装置
の一実施例が示されている。この内燃機関用制御
装置１は、電子制御式燃料噴射ポンプを備えたデ
イーゼル機関の始動動作を制御するための装置で
あり、燃料何噴射ポンプ（図示せず）の制御を行
なうための制御ユニツト２と、該制御ユニツト２
により駆動制御される燃料カツト用電磁弁３及び
ガバナアクチエータ４との間に設けられている。

制御ユニツト２はマイクロコンピユータ（図示
せず）を含んで成り、図示しないデイーゼル機関
の運転状態を示す入力データD₁，D₂，……D_oに
応答してその時々における最適な燃料噴射量が演
算され、その演算結果は目標噴射量データDaと
して出力され、サーボ回路５に入力されている。
サーボ回路５には、また、噴射ポンプの燃料調節
部材（図示せず）の実際の位置を示す位置信号S₁
が入力されており、手段目標噴射量データDaに
より示される噴射量が得られるような位置に燃料
調節部材を位置決めするための位置制御信号S₂
が、両入力信号に応答して出力される。位置制御
信号S₂は、制御すべき位置に応じてデユーテイ比
が定められるパルス信号であり、アンドゲート６
及びオアゲート７を介して、出力がガバナアクチ
エータ４に接続されたドライバー８に印加され
る。

ガバナアクチエータ４は、燃料調節部材（例え
ばコントロールスリーブ）に連結された電磁アク
チエータであり、位置制御信号S₂のレベル変化に
応じてオン／オフ駆動され、そのデユーテイ比に
応じた位置に燃料調節部材が位置決めされる。そ
の制御結果は、位置信号S₁としてサーボ回路５に
フイードバツクされ、これにより、制御ユニツト
２において演算された最適な燃料噴射量が常にデ
イーゼル機関に供給されるようになつている。

制御ユニツト２は、また、燃料カツト用電磁弁
３を閉じるか否かの判別を入力データD₁，D₂，
……D_oの状態から行ない、燃料カツト用電磁弁
３の開閉制御を行なうための制御信号S₃を出力す
るように構成されている。制御信号S₃は、アンド
ゲート９及びオアゲート１０を介して、出力が燃
料カツト用電磁弁３に接続されているドライバー
１１に印加されており、制御信号S₃のレベルが
「Ｌ」レベルとなることに応答してドライバー１
１の出力レベルが「Ｈ」レベルになると、燃料カ
ツト用電磁弁３が消勢され、燃料噴射ポンプ内へ
燃料が供給されるのが遮断される。

内燃機関用制御装置１は、上述の如く構成され
ている電子制御式燃料噴射システムにおいて、始
動時のバツテリ電圧低下に因る始動の困難性を除
去し、良好な始動特性が得られるようにする目的
で設けられており、電圧低下検出回路１２を備え
ている。電圧低下検出回路１２には、バツテリ１
３の端子電圧Ｅを安定化して所定の一定レベルの
直流出力電圧を出力する定電圧回路１４からの出
力電圧Vccが印加されており、直流出力電圧Vcc
のレベルが所定規定レベルVaより低下した場合
にその出力電圧V₁のレベルは「Ｖ」レベルとな
り、直流出力電圧VccのレベルがVa以上の場合
には出力電圧V₁のレベルは「Ｈ」レベルとなる。

電圧低下検出回路１２からの出力電圧V₁は、
リトリガ型の単安定マルチパイブレータ１５に入
力されており、出力電圧V₁のレベルが「Ｈ」レ
ベルから「Ｌ」レベルに変化することに応答して
単安定マルチバイブレータ１５がトリガされ、そ
の出力電圧V₂のレベルが「Ｌ」レベルから「Ｈ」
レベルに変化し、その「Ｈ」レベル状態が一定時
間To保持される。出力電圧V₁は、また、制御ユ
ニツト２をリセツトするためのリセツト回路１６
にも入力されており、該リセツト回路１６は、出
力電圧V₁のレベルが「Ｌ」レベルとなつている
ことに応答してリセツト信号S₄を出力し、制御ユ
ニツト２をリセツト状態とする。また、制御ユニ
ツト２内には、マイクロコンピユータにおけるプ
ログラムの暴走を検出するための回路が組込まれ
ており、プログラムの暴走が検出されたことに応
答して出力される検出パルス信号S₅によつてもリ
セツト回路１６が作動し制御ユニツト２をリセツ
トすることができるようになつている。

出力電圧V₂は、３入力アンドゲート１７の第
１入力に印加されており、その第２、第３入力に
は、スタート信号S₆及びオーバーラン検出信号S₇
が夫々印加されている。スタート信号S₆は、キー
スイツチ（図示せず）がスタート位置に位置せし
められた場合に「Ｈ」レベルとなる信号である
（第２図ｆ参照）。一方、オーバーラン検出信号S₇
は、デイーゼル機関の回転速度が所定の上限値以
上となつたことに応答して図示しない回転速度検
出回路から出力される信号であつて、機関速度が
所定の上限値より低い場合には「Ｈ」レベルとな
つているが、機関速度が所定の上限値以上となる
と「Ｌ」レベルとなる。アンドゲート１７の出力
端子は各オアゲート７，１０の入力端子に接続さ
れている。制御信号S₃が入力されているアンドゲ
ート９の他の入力端子には、オーバーラン検出信
号S₇及び制御ユニツト２内のマイクロコンピユー
タに障害が発生したことを示す障害検出信号S₈が
印加されている。障害検出信号S₈は制御ユニツト
２から出力され、マイクロコンピユータが正常に
動作しているときは「Ｈ」レベルであるが、マイ
クロコンピユータに何らかの障害が生じると
「Ｌ」レベルになる。アンドゲート９の出力端子
は、オアゲート１０及びアンドゲート６の入力端
子に接続されている。従つて、アンドゲート６の
出力のレベルは第２図ｇに示されるようにレベル
変化することになる。

次に、第１図に示した内燃機関用制御装置の動
作を、第２図ａ乃至第２図ｈに示す信号波形図を
参照しながら説明する。

図示しないキースイツチをオン位置にすると、
スイツチ１８が閉じられ、定電圧回路１４から出
力される出力電圧Vccが各部に供給される。この
場合、端子電圧Ｅは規定値となつているので、出
力電圧Vccの値は所定の値となつている（第２図
ａ及び第２図ｈ）。時刻ｔ＝t₁においてキースイ
ツチをスタート位置に切換えるとスタート信号S₅
のレベルが「Ｈ」となり（第２図ｆ）始動モータ
がバツテリ１３の負荷として接続されるので、バ
ツテリ１３に大きな電流が流れ、端子電圧Ｅのレ
ベルは大きく低下し、定電圧回路１４がその出力
電圧Vccのレベルを所定の規定値に維持するため
に必要な電圧レベルV_L以下となる。端子電圧Ｅ
のこのようなレベル低下は、スタート直後のほ
か、機関が圧縮工程になる毎に生じ、従つて、端
子電圧Ｅのレベル変化は第２図ａに示されるよう
に始動モータに同期して周期的に変動することに
なる。

出力電圧Vccのレベルは、端子電圧ＥがV_Lよ
り大きい場合には所定の規定値に保持されるが、
端子電圧ＥがV_L以下となると定電圧回路１４に
よる定電圧動作が行われなくなり、出力電圧Vcc
のレベルが第２図ｂに示す如く低下する。電圧低
下検出回路１２は、出力電圧Vccの上述の低下を
検出し、出力電圧Vccが電圧Vaより小さくなつ
た場合「Ｌ」レベルとなる出力電圧V₁を出力す
る。

リセツト回路１６は、出力電圧V₁が「Ｈ」レ
ベルから「Ｌ」レベルに変化することに応答して
作動し、リセツト信号S₄を出力する。リセツト信
号S₄は、出力電圧V₁が「Ｈ」レベルから「Ｌ」
レベルに変化することにより「Ｌ」レベルとな
り、出力電圧V₁が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベ
ルに戻つた後、若干の時間遅れをもつて「Ｈ」レ
ベルに復帰する（第２図ｄ）。制御ユニツト２は、
リセツト信号S₄が「Ｌ」レベルとなつた時にリセ
ツトされ、再び「Ｈ」レベルになつた時にそのリ
セツト状態が解除される。

出力電圧V₁は、また、単安定マルチバイブレ
ータ１５にトリガ信号として入力されており、出
力電圧V₁の立下り時点t₁，t₂，t₃，……において
単安定マルチバイブレータ１５をトリガし、その
出力電圧V₂のレベルを「Ｌ」レベルから「Ｈ」
レベルに変化させる。単安定マルチバイブレータ
１５がトリガされた時に出力するパルスのパルス
幅T₀は、クランキング時における機関の１つの
圧縮行程から次の圧縮行程に移るまでに要する時
間T₁，T₂，……より大きくなるように設定され
ている。従つて、圧縮行程の度にバツテリの端子
電圧が低下し、出力電圧V₁のレベルがその度に
「Ｌ」レベルとなるクランキング状態の下におい
ては、単安定マルチバイブレータ１５はその出力
電圧V₂のレベルが「Ｌ」レベルに戻る前にトリ
ガされつづけるので、出力電圧V₂のレベルは
「Ｈ」レベル状態に保持されつづける。即ち、電
圧Vccのレベル状態が不安定な期間中は、単安定
マルチバイブレータ１５の出力電圧V₂のレベル
は「Ｈ」レベルに保持されつづける。時刻t₄以後
において機関が完爆し、出力電圧Vccのレベル状
態が安定となると、単安定マルチバイブレータ１
５はt₄以後においてトリガされなくなるので、時
刻t₄から時間T₀経過後に出力電圧V₂のレベルが
「Ｌ」レベルとなる。

このように、出力電圧V₂は、安定化出力電圧
Vccが正常か異常かを示す信号である。

従つて、アンドゲート１７の出力のレベルは、
機関がオーバーラン状態でないことを条件に、ス
タート信号S₆が「Ｈ」レベルとなり、且つ出力電
圧V₂のレベルが「Ｈ」レベルである場合に、
「Ｈ」レベルとなり、アンドゲート６，９の各出
力のレベルに拘らず、各ドライバー８，１１の出
力レベルを「Ｌ」レベルとする。この結果、キー
スイツチがスタート位置となり、安定化出力電圧
Vccのレベルが不安定な場合には、アンドゲート
１７の出力により、燃料カツト用電磁弁３は強制
的に開状態となり、一方、ガバナアクチエータ４
はバツテリ１３により付勢されつづける状態とな
る。ところでクランキング時には、上述の如くバ
ツテリ電圧が低下するので、インバータ８の出力
レベルが「Ｌ」レベルに保持されても、燃料調節
部材を燃料増方向いつぱいに連続的に保持するこ
とはできず、燃料調節部材の位置Ｐは、第２図ｈ
に示すように、その燃料供給量最大位置Pmaxと
燃料供給量最小位置Pminとの間でバツテリの端
子電圧Ｅの変化に従つて変位することになる。

機関の完爆によりバツテリの端子電圧Ｅが上昇
し、出力電圧V₂のレベルがｔ＝t₅において、「Ｈ」
レベルから「Ｌ」レベルに変化すると、アンドゲ
ード１７の出力レベルは「Ｌ」レベルとなり、以
後、燃料カツト用電磁弁３及びガバナアクチエー
タ４は、夫々、アンドゲート９，６からの出力に
より制御されることになる。即ち、燃料カツト用
電磁弁３は、オーバーラン、制御ユニツト２の障
害又は制御ユニツト２からの燃料カツト指令によ
りオフとなり、燃料の供給を停止することにる。
一方、ガバナアクチエータ４は、アンドゲート９
の出力が「Ｈ」レベルである限り、サーボ回路５
からの位置制御信号S₂のレベル変化に応じて
ON，OFF制御され（第２図ｇ参照）、位置制御
信号S₂のデユーテイ比に従つて、燃料調節部材の
位置決めが行なわれる。

若し、時刻t₁からt₄までの間にバツテリの端子
電圧ＥがレベルV_L以下となることがない場合に
は、単安定マルチバイブレータ１５はトリガされ
ず、従つて、ガバナアクチエータ４の駆動は、サ
ーボ回路５から出力される位置制御信号S₂のデユ
ーテイ比に従つて行なわれる。

上述の構成によれば、クランキング時のバツテ
リの端子電圧Ｅの低下が所定値V_L以下となる場
合には、これを検出してガバナアクチエータ４に
駆動電流を連続的に流すようにしたので、バツテ
リの端子電圧の低下に応じて制御ユニツト２がリ
セツトされても、そのリセツト動作と関係なく、
機関の始動を強制的に行なうことができる。

上記実施例では、デイーゼル機関装置の場合を
例にとつて説明したが、本考案はこの実施例に限
定されるものではなく、ガソリン機関装置の場合
についても同様にして適用することができるもの
である。

本考案によれば、上述の如く、バツテリの端子
部の異常低下により内燃機関の制御ユニツトがリ
セツトされたとしても、始動時に生じる直流電流
のレベルが所定レベルより低下するレベル低下タ
イミングを検出し、このレベル低下タイミング毎
に信号発生手段をトリガし、トリガされる毎にク
ランキング時において生じる直流出力電圧のレベ
ルの脈動周期よりも長い所定の時間巾のパルス信
号を出力することにより、スタート時における直
流電源のレベル低下期間中にアクチエータへの電
源出力電圧の連続供給が必要に応じて行なわれ
る。したがつて、直流電源の出力電圧レベルが機
関の回転に応じて周期的に低下しても、電源電圧
のレベルが所定レベル以上に安定して戻るまでの
間アクチエータへは電源出力電圧が連続的に供給
され、必要な燃料供給量を確保するための動作が
安定に行なわれる。さらに、直流電源のレベルが
少なくとも所定レベルより低下している機関中
は、検出手段に応答して作動するリセツト手段に
よつて制御ユニツトがリセツト状態とされる。こ
の結果、内燃機関の始動を、バツテリ電圧の低下
に拘らず確実に且つ安定に行なわせるとができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による装置の一実施例を示すブ
ロツク図、第２図ａ乃至第２図ｈは第１図に示し
た装置の動作を説明するためのタイムチヤートで
ある。１……内燃機関用制御装置、２……制御ユニツ
ト、３……燃料カツト用電磁弁、４……ガバナア
クチエータ、５……サーボ回転、６，９，１７…
…アンドゲート、７，１０……オアゲート、８，
１１……ドライバー、１２……電圧低下検出回
路、１３……バツテリ、１４……定電圧回路、１
７……単安定マルチバイブレータ、D₁，D₂……
D_o……入力データ、S₂……位置制御信号、S₃…
…制御信号、Vcc……出力電圧、V₁，V₂……出
力電圧、S₄……リセツト信号、S₅……検出パルス
信号、S₆……スタート信号。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

内燃機関装置の燃料供給調節手段に連結された
アクチエータと、前記内燃機関装置の運転状態に
応じた最適の燃料供給が行なわれるよう前記アク
チエータを電気的に駆動制御する制御ユニツトと
を有する電子制御式内燃機関装置用の制御装置に
おいて、前記電子制御式内燃機関装置に電力を供
給する直流電源の出力電圧レベルが前記制御ユニ
ツトが作動不能となる所定値より小さくなる電圧
低下タイミングを検出する検出手段と、該検出手
段に応答し該検出手段によつて検出された前記電
圧低下タイミング毎にトリガされトリガされる毎
にクランキング時において生じる前記直流出力電
圧のレベルの脈動周期よりも長い所定の時間巾の
パルス信号を再出力する信号発生手段と、前記ア
クチエータと前記制御ユニツトとの間に設けられ
前記信号発生手段からの出力信号と前記内燃機関
装置の始動操作に応答して出力されるスタート信
号とに応答し前記出力信号の出力期間中に前記ス
タート信号が出力された場合に前記アクチエータ
に前記出力電圧を連続供給して燃料供給量を増大
させる手段と、前記検出手段からの検出信号に応
答し少なくとも前記検出信号の出力期間中前記制
御ユニツトをリセツト状態に保持するためのリセ
ツト手段とを備えて成ることを特徴とする内燃機
関用制御装置。