JPH0792017B2

JPH0792017B2 - エンジン制御装置

Info

Publication number: JPH0792017B2
Application number: JP62242457A
Authority: JP
Inventors: 和博内海
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-09-29
Filing date: 1987-09-29
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPS6487850A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、バックアップ機能を備えた電子制御方式のエ
ンジン制御装置に係り、特に、自動車用のガソリンエン
ジンに好適なエンジン制御装置に関する。

〔従来の技術〕

充分な排気ガス浄化と省エネ化、それに優れた運転性の
付与などの自動車に対する各種の要求を満すため、近
年、マイコン（マイクロコンピュータ）を用いてエンジ
ンの制御に必要な各種の制御信号を作成し、エンジンの
制御を遂行するようにした、いわゆる電子式エンジン制
御装置が広く採用されるようになってきた。

ところで、どのような場合でも、エンジンの故障は望ま
しいことではないが、特に、自動車では、エンジンの故
障が、その走行不能の原因になり、高速自動車道では安
全性を脅かすことにもなりかねなため、特に望ましくな
い。

一方、上記した電子式エンジン制御装置では、そこに使
用されているマイコンの信頼性に、まだ一抹の不安であ
り、初期不良や経年変化による故障発生が確率的に不可
避で、このため、従来技術では、例えば特開昭61−2320
3号公報に開示されているように、マイコンを用いた制
御装置にバックアップ機能を設け、制御装置が故障した
ときでも、エンジンの回転維持に最低限必要な制御機能
だけは保たれるようにし、これにより、とにかく、安全
性確保や故障修理のための自動車の移動に必要な程度の
走行だけは可能なようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、エンジンの回転維持に必要な最低限
の機能、例えば点火信号の作成についてバックアップさ
れるだけで、その他の機能についての考慮がされておら
ず、エンジンの再スタートの容易性や、アイドリング状
態での適正な回転数維持の点で問題があった。

特に、近年は、エンジンの吸入空気流量のバイパス制御
を統合化する方向にあり、この見地からバイパス空気流
量の制御に大口径の電磁弁が使用されることが多くな
り、この結果、バックアップ時に、従来例のように、こ
の電磁弁の制御が放置されると、エンジンの高速度回転
状態を惹起し、時として危険を招く虞れすらあり、上記
した回転数の維持は大きな問題となる。

本発明の目的は、バックアップ状態でも充分に安全性が
保たれ、しかもエンジンの再スタートが困難になる虞れ
がなく、常に高い信頼性が得られるようにしたエンジン
制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、バックアップ制御に切り換ったとき、エン
ジンの制御操作状態、例えばエンジンがスタート操作状
態や、アイドル操作状態にあることを検出し、この検出
結果によりエンジンの吸入空気流量を制御するようにし
て達成される。

〔作用〕

バックアップ制御状態でも、エンジンの吸入空気流量
は、その時でのエンジンの運転状態に応じて適正に制御
されるため、エンジンの再スタート時での始動性やアイ
ドル時での回転数制御性が悪化するのを抑えることがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明によるエンジン制御装置について、図示の
実施例により詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例で、図において、１はクラ
ンク角センサなどと呼ばれている回転検出器で、エンジ
ンの回転基準位置信号1aと、回転角度信号1bとを発生す
る。

一方、入出力装置２とCPU3は制御信号演算装置を構成
し、回転基準位置信号1aと回転角度信号1b、スタートス
イッチ８からのスタート信号8a、アイドルスイッチ９か
らのアイドル信号9a、それに図示してない、エンジンの
その他の運転状態を示す各種のセンサからの信号に基い
て、最適点火時期や最適通電時間、或いは燃料噴射時間
などの演算を行ない、点火信号2a、燃料噴射信号2b、IS
C（アイドル・スピード・コントロール）信号2cなど、
各種の制御信号を発生し、それらをバックアップ装置４
に入力している。なお、CPU3からは、燃料ポンプ信号3a
が発生されており、同じくバックアップ装置４に入力さ
れている。

次に、10はリセット回路で、いわゆるウオッチドッグタ
イマ機能を備え、入出力装置２から供給されているプロ
グラムラン信号2dによりCPU3の状態を監視し、このCPU3
の異常が検出されたときには、その異常が除かれて、再
びプログラムラン信号2dが出力されるまで、例えば、20
0mSの所定の一定周期でリセット信号10aを発生する働き
をする。

バックアップ装置４は、回転基準位置信号1aと回転角度
信号1b、それにスタート信号8a、アイドル信号9aを入力
し、CPU3とは独立に、エンジンの回転維持に必要最少限
の各種の制御信号を発生する機能を備え、通常は、入出
力装置２から入力されている点火信号2a、燃料噴射信号
2b、ISC信号2c、燃料ポンプ信号3aを、そのまま外部の
点火装置６、燃料噴射装置７、ISCバルブ11、燃料ポン
プ５に、点火信号4a、燃料噴射信号4b、ISC信号4c、燃
料ポンプ信号4dとして供給している、いわゆる通常モー
ドにあるが、異常が検出されたときには、上記した自ら
の制御信号発生機能により独自に発生した点火信号4a、
燃料噴射信号4b、ISC信号4c、それに燃料ポンプ信号4d
を外部の点火装置６、燃料噴射装置７、ISCバルブ11、
燃料ポンプ５に、それぞれ切り換えて供給する、いわゆ
るバックアップモードをとるように動作する。

そして、このため、このバックアップ装置４は、リセッ
ト回路10から発生されるリセット信号10aを監視し、こ
の信号が所定の時間内に所定の回数、例えば、１秒以内
に３回、反転したときには、入出力装置２とCPU3からな
る制御信号演算装置に、何らかの理由により、ほぼ永久
的な異常が生じたものとみなし、ここでバックアップ信
号4eを発生してリセット回路10の動作を停止させ、同時
に上記したバックアップモードをとるように構成されて
いるのである。

ところで、上記したように、従来技術では、このバック
アップモードにおいては、ISCバルブ11に対する制御は
特に何も行なわれておらず、単にそのまま放置されてい
まっている。

しかしながら、この実施例では、バックアップ装置４
に、第２図に示すISC信号発生回路が設けてあり、これ
にスタートスイッチ８からのスタート信号8a、アイドル
スイッチ９からのアイドル信号9aとが入力され、これに
より、エンジンが始動操作されているときと、アイドル
状態になっているとき、それに、これら以外の状態に制
御操作されているときとで、それぞれ最適な状態にISC
バルブ11が制御されるようになっており、この結果、こ
の実施例によれば、入出力装置２とCPU3からなる制御信
号演算装置に異常が発生したときでも、燃料ポンプ５、
点火装置６、燃料噴射装置７には、バックアップ装置４
からエンジンの回転維持に必要最低限の制御信号が供給
されて、自動車の安全性確保や故障修理のために必要な
程度の、最低限の走行だけが確保されるだけではなく、
さらにエンジンの再スタートを容易にし、エンジンのア
イドル回転数の安定化をも積極的に保持する制御が得ら
れることになり、以下、この点について、さらに詳細に
説明する。

第２図に戻り、このISC信号発生回路は、分周回路12、
カウンタ回路13、デコーダ回路14、発振回路15、アンド
回路16、オア回路17、それにモード選択スッチ19で構成
されている。

カウンタ回路13は４ビットのデータ入力D₀〜D₃によるプ
ログラマブルな４ビットのダウンカウンタ構成となって
おり、発振回路15から発生されている基本クロック15a
をカウントする働きをする。

分周回路12は基本クロック15aを1/2⁴に分周する働きを
する。

デコーダ回路14はスタートスイッチ８からのスタート信
号8aと、アイドルスイッチ９からのアイドル信号9aの入
力状態により、４ビットのデータ14a〜14dを発生する働
きをする。

モード選択スイッチ19はISCバルブ11のバックアップモ
ード時での制御モードを予め選択しておくことができる
ようにするために設けられているものである。

次に、このISC信号発生回路の動作について説明する。

第１図の実施例では、電磁弁で構成されているISCバル
ブ11を、パルス信号形式のISC信号4c（＝2c）で駆動制
御し、このとき、パルス信号のデューティ比により吸入
空気流量を制御するようになっており、このため、第２
図のISC信号発生回路では、発振回路15から発生されて
くる基本クロック15aを、デコーダ回路14によりプログ
ラムされたカウンタ回路13で分周し、これにより所定の
デューティ比のパルス信号を得、これをISC信号4cとし
て出力するようになっているものであり、このときのIS
C信号の発生モードは次の２種となっている。

選択モードモード選択スイッチ19:接点Ａ選択モードモード選択スイッチ19:接点Ｂまず、選択モードでは、スイッチ信号19aが“H"にな
るから、これによりアンド回路16は能動化されたままと
なっている。

そこで、スタートスイッチ８が操作され、スタート信号
8aが“H"になると、これがそのままアンド回路16を介し
て信号16aとなり、さらにオア回路17を通ってISC信号4c
となる。

また、これとは独立に、カウンタ回路13からキヤリー信
号13aが現われると、これもオア回路17を通ってISC信号
4cとなる。

次に、選択モードでは、スイッチ信号19aは“L"にさ
れているため、アンド回路16は閉じられており、この結
果、ISC信号4cはカウンタ回路13からのキヤリー信号13c
だけに依存することになる。

ここで、このカウンタ回路13によるキヤリー信号13cの
発生動作について、第３図のタイムチャートにより説明
する。

まず、基本クロック15aを16分周して得たロード信号12a
が分周回路12からカウンタ回路13に入力され、次の基本
ブロック15aで、デコーダ回路14からのデータ14a〜14d
がカウンタ回路13に読込まれ、同時にキヤリー信号13a
が“H"になる。そこで、このキヤリー信号13aはカウン
タ回路13のEN端子にも入力され、カウント開始が許可さ
れる。

そこで、カウンタ回路13は、上記読込まれていたデータ
値から基本クロック15aによるダウンカウントを開始す
る。そして、カウント値がゼロになるとキヤリー信号13
aが“L"になり、これによりEN端子にも“L"が入力され
るので、カウントは停止され、カウンタ回路13はこの状
態を保持し、この結果、次のロード信号12aが入力さ
れ、基本クロック15aにより、デコーダ回路14から次の
データが読込まれるまで、キヤリー信号13aは“L"を保
持する。

そして、以後、ロード信号12aが入力される毎に、順
次、上記の動作が繰返される。

従って、このキヤリー信号13aが“H"になっている期間
がISCバルブ11がオンになる期間となり、周期は、ロー
ド信号12aの周期で定まることになる。

また、デコーダ回路14から読込まれる４ビットのデータ
14a〜14dの値をＸ（＝０〜15）とすると、ISCバルブ11
のオンデューティDonは、 Don＝X/16×100（％）となり、０％〜93.75％の値をとることができる。

上記したように、デコーダ回路14からのデータ14a〜14d
は、スタート信号8aとアイドル信号9aの入力状態に応じ
て定められるから、このデコーダ回路14のデコード特性
をスタート信号8aの入力時と、アイドル信号9aの入力時
とでそれぞれ所定の特性に予め設定しておくことによ
り、ISC信号4cとして、スタート時とアイドル時とで、
それぞれ最適な吸入空気流量が与えられるデューティ比
のものとすることができることになる。

従って、この実施例によれば、入出力装置２とCPU3から
なり、メインの制御信号演算装置として通常動作してい
る部分に異常が発生し、バックアップモードに切り換っ
たときでも、ISCバルブ11にスタート操作時と、アイド
ル状態とで異った制御を与えることができ、従来例のよ
うに、単にエンジンの回転維持が可能なだけの制御が与
えられるのではなく、さらに積極的に、エンジンの吸入
空気流量の制御をも得られるため、エンジンの再スター
トを容易にし、かつアイドル時での安定した回転数制御
を充分に得ることができる。

また、この実施例では、バックアップモードでのISCバ
ルブ11のオンデューティ値として、モード選択スイッチ
19の切換により、次の２種の選択モードが与えられるよ
うになっているから、その適用範囲を充分に広くするこ
とができる。

選択モードスタート時：オンデューティ 100％アイドル時：オンデューティ０〜93.75％選択モードスタート時：オンデューティ０〜93.75％アイドル時：オンデューティ０〜93.75％ところで、上記実施例では、自動車のエンジンで、アク
セルペダルが踏込操作されていない、アイドル状態にあ
るときでの、エンジンの吸入空気流量を制御する手段と
して、スロットルバルブを迂回するバイパス通路に設け
たISCバルブを用いたエンジンシステムに本発明を適用
した場合について説明したが、本発明は、これに限らず
適用可能なことは言うまでもなく、例えば、スロットル
バルブの復帰開度位置を制御するアクチュエータを用い
てISCを行なうようにしたエンジンシステムによって本
発明を実施してもよいことは、これも言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、バックアップ装置を設けて信頼性を高
めた電子制御方式のエンジンシステムにおいて、バック
アップ時でのエンジンの吸入空気流量制御に必要な信号
を、カウンタ回路などによる簡単なハード構成により得
るようにしたので、故障の虞れが無く、確実にバックア
ップが得られるようになり、充分な信頼性を確保するこ
とができる。

また、本発明によれば、バックアップ時でも、エンジン
スタート時とアイドル時とで異なった吸入空気流量制御
が与えられるので、バックアップ時でもエンジンのスタ
ートが容易になり、かつ、大容量のISCバルブを用いた
システムにおいても、アイドル回転数の異常の上昇を生
じる虞れをなくすことができ、高い信頼性を容易に得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエンジン制御装置の一実施例を示
すブロック図、第２図はISC信号発生回路の一実施例を
示すブロック図、第３図は動作説明用のタイミングチャ
ートである。１……回転検出器、２……入出力装置、３……CPU、４
……バックアップ装置、５……燃料ポンプ、６……点火
装置、７……燃料噴射装置、８……スタートスイッチ、
９……アイドルスイッチ、10……リセット回路、11……
ISCバルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−49154（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−28030（ＪＰ，Ａ) 特公昭58−19851（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御信号演算装置によるエンジン制御用の
信号をバックアップするためのバックアップ装置を備え
たエンジン制御装置において、上記バックアップ装置に、エンジンのスタータの作動状態を表わす信号と、アイド
ル状態を表わす信号の２種の信号をデコード入力とする
デコーダ回路と、該デコーダ回路から出力されるデコードデータによりプ
ログラムされ、所定の周期のクロック信号をカウントし
て、上記デコードデータによって定められたデューティ
比の制御信号を発生するプログラマブルなカウンタ回路
とを設け、エンジンの吸入空気流量制御用アクチュエータに対する
バックアップ時での制御信号が上記カウンタ回路から供
給されるように構成したことを特徴とするエンジン制御
装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、上記吸入空気流量制御用アクチュエータが、スロットル
バルブを迂回するバイパス通路の開度を制御する電磁ア
クチュエータ及びスロットルバルブのアイドル状態での
復帰開度位置を制御するアクチュエータの何れか一方で
あり、これらのアクチュエータに対するバックアップ時での上
記制御信号による制御状態が、エンジンスタート時での
吸入空気流量制御とアイドル時での吸入空気流量制御の
少なくとも２状態となるように構成されていることを特
徴とするエンジン制御装置。