JPS5935202A - マイクロコンピユ−タで制御される装置系のための緊急作動装置 - Google Patents

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】 発明の属する技術分野 本発明は、マイクロコンピュータが、動作パラメータに
対応する信号のための入力側と、該マイクロコンピュー
タにより発生される制御信号を出力するための信号出力
側と、装置系が正常に動作している時に規則的なパルス
を送出するための別の出力側とを有し、回路で上記パル
スが規則的に出現するか否かを検査し、さらに制御信号
を出力する関数発生器を設け、そして論理回路が上記回
路に依存して上記装置系に上記マイクロコンピュータの
制御信号または上記関数発生器の制御信号を供給する、
マイクロコンピュータで制御される装置系、例えば自動
車におけるアイドリング時充填調整装置のための緊急作
動装置から出発するものである。

（８） 装置系の機能を制御するために、該装置系の１つまたは
複数の動作パラメータから調整素子を作動させるための
制御信号を導出するマイクロコンピュータを使用するこ
とは既に知られている。自動車においては、このような
装置【ま、例えば、燃料噴射襞１面、点火装置、伝動装
置の制御系またはアイドリング時充填調整装置の駆動に
用いられて＾る。− ［’　５ＡＥ−Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒ　Ｊ第
８１０１５７号には、マイクロコンピュータで制御され
る内燃機関制御装置が記述されている。ここで用いられ
ているマイクロコンピュータは規則的な制御パルスを発
生し、この制御パルスの規則的な出現が記憶回路で検査
されている。同時に単安定マルチバイブレータが設けら
れ、その出力信号が燃料噴射装置および点火装置に供給
されるようになっている。内燃機関の予め定められた回
転数以下の領埴、特に内燃機関の始動時には、上記の規
則的な制御パルスは抑圧される。その場合、記憶回路は
、噴射装置および点火装置に、（９）１ 通常の調整で得られる制御値ではな（、単安定マルチバ
イブレータのパルス列が供給されるように動作される。

しかしながら上記の公知の装置においては、緊急作Ｓ機
能は具備されていない。と言うのは、規則的なパルスの
監視は、実質的にアイドリング回転数よりも低い回転数
で有効になるだけであるからである。しかしながら走行
中に動作障害が生ずると、公知の装置においては最初に
上記低い回転数以下に再び下げなければならず、そして
単安定マルチバイブレータへの切換は内燃機関の新たな
始動により取除かなければならない。

発明の効果 特許請求の範囲第１項に記載の構成を有する本発明によ
る緊急作動装置は次のような利点を有する。即ち、マイ
クロコンピュータ制御の定常的な監視が行なわれ、すべ
ての可能な動作状態における障害が取払われたならば、
再び正常の制御に移行すると言う利点である。

（１０） 本発明による装置によれば、通常の運転のための制御信
号が発生されるばかりではなく、緊急動作のための緊急
作動信号および緊急事態を検出するための７工イルセー
フ信号が発生される。これら信号のいろいろな論理結合
により、いろいろな適用事例に対しいろいろなオ０点を
達成することができる。

論理結合の第１の実施態様では、通常もしくは正常の動
作において、制御信号および緊急作動信号が同時に発生
され、それによりこれら２つの信号のうちの１つの信号
が存在せず、しかもフェイルセーフ回路が正常に動作し
ていない場合にも、上記２つの信号のうちの少な（とも
他方の信号を装置系の駆動に関与させることができる。

本発明による論理結合の第２の実施例においては、フェ
イルセーフ信号が緊急事態を検出した時にのみ、緊急作
動信号が代替的に発生される。これにより、他の動作状
態において高い信頼性が達成される。また緊急作動信号
を運転パ（１１） ラメータに依存させること＆’−ＬＩＦｉめで簡単な仕
方で可能である。他方この緊急作動信号は、上記の第１
の実施態様の場合、信頼性上の理由から通常の動作のた
めの制御信号よりも常に小さくなければならない。

最後に本発明による論理結合の第３の実施例として、全
論理結合を単に唯１つのダイオードにより実現し、それ
により特に簡単な構成が可能にされる。

制御信号および緊急作動信号をそれぞれ規則的なパルス
列から形成する場合には、緊急作動信号の衝撃係数を制
御信号の衝撃係数よりも相当小さくすれば、これら２つ
の信号が同時に有効になっても差し支えなく、そしてこ
れら２つの信号が同時に現われた場合には制御信号が常
に優先される。

制御信号および緊急作動信号が論理和結合されると、マ
イクロコンピュータの制御信号を発生する出力側がアー
スに対して短絡された場合に、障害が介入し得る。この
ような障害に対しく１２） ては、制御信号の供給線路に、アース短絡を補償する別
のコンパレータを接続することにより対処することがで
きる。

本発明による論理結合の第２の例にほぼ対応システムの
運転パラメータ、例えば内燃機関の空気量、温度または
回転数に依存して設定調整すると有オリである。このよ
うにすれば緊急動作の場合にも、積極的な制御特性が得
られる。

装置系の基準信号、例えば内燃機関の点火信号によって
制御される単安定マルチバイブレータとして構成された
緊急作動−関数発生器を用いて緊急作動信号を発生する
のが特に簡単でありかつ合目的的である。このようにす
れば、単安定マルチバイブレータの準安定時間を非常に
簡拳な仕方で自動車の動作パラメータに依存させること
ができる。

フェイルセーフ回路をコンデンサを介して制御するよう
にすれば、別の障害が原因で７エイ（１３）　　　　　
　　　　　　　　。

ルセーフ回路の出力線路がアースに短絡したり、あるい
は基準電位に短絡した場合でも、該フェイルセーフ回路
の発振器機能あるいはまた自動リセット機能はそのま＼
維持される。

最後に、緊急事態が生じた場合に、フェイルセーフ信号
により、制御パルスを発生するマイクロコンピュータの
出力を基準電位、例えばアース電位に接続することによ
って、特に良好な作用が達成される。

さらに、フェイルセーフ回路の入力をダイオードで分１
１１１ｆれば、マイクロコンピュータの出力側の内部イ
ンピーダンスが７工イルセー７回路の入力段のスイッチ
ング時間に影響を与えることはない。該入力段は通常、
トランジスタが後置接続されているＲＣ回路から構成さ
れているものである。このようにして、通常動作時に現
われるトランジスタの制御動作と、制御パル同時に非常
時に？ける切換の反応時間を小さく（１４） することができる。

実施例の説明 次に添付の図面を参照しながら本発明の実施例について
詳しく説明する。

第１図は本発明による緊急作動装置の実施例のブロック
回路図である。ここでマイクロコンピュータ１０は、自
動車のアイ−リング時充填調整装置のような装置系を制
御するために用いられる。このコンピュータ１０は入力
端１１および出力１ｉ１１１１２．１３を介して信号を
処理する。

入力端１１には、装置系の動作パラメータに依存する信
号がデータ線路１４を介して入力される。上述のように
、この装置系が自動車のアイドリング時充填調整器であ
る場合には、動作パラメータは例えば空気ｔＱ、回転数
ｎ１または温度θである。

マイクロコンピュータ１０は、信号出力側１２に、装置
系の調整素子を制御する制御信号Ｕｉを発生する。もう
１つの出力側１３には、フェイルセーフ・パルスＵ。が
発生する。この（１５） パルスが規則的に正しく現れれば、それはマイクロコン
ピュータ１０が正常に機能していることの基準となる。

制御信号Ｕｉ　＆’Ｌ、０Ｒｒ−ト１５、ＡＮＤ　ｒ　
−ト１６、および別のＯＲ４”−ト１７を介して端子１
８に供給される。端子１８は、調整素子を略示する出力
段１９と接Ｓされている。

フェイルセーフ・パルスＵ。はフェイルセーフ回路２０
に達する。この回路は、フェイルセーフ・パルスＵ、が
規則的に現れない時に、フェイルセーフ（ｏ　号ＵＦＢ
　全発生する。フェイルセーフ・パルスＵ０は、マイク
ロコンピュータ１０がそのプログラムを支障な（実行し
ている場合にのみ発生する。そのため、プログラムの重
要な箇所には複数の制御検出が行なわれ、それらのすべ
てが積極的に実行される。こうして自己検査が行なわれ
る。この場合、フェイルセーフ・パルスＵ。が発生しな
ければ、それは、マイクロコンピュータ１０のプログラ
ムが正しく実行されていないこと、またはマイクロコン
ピユー（１６） り１０自体に障害があることを表わす基準となる。記号
ＵＰＳで示すように、この実施例における障害の発生は
、論理り信号によって指示される。この信号はマイクロ
コンピュータ１０のリセット入力１１１１１２１に達す
る。その論理回路は、Ｌ　信号カＢＤ見られるとマイク
ロコンピュータ１０をリセットするように構成されてい
る。

緊急作動−関数発生器２４は、パルス列の形をした緊急
作動信号ＵＮを発生する。この、信号ＵＮは、一方では
□Ｈｒ−ｉ５の入力側へ、他方ではＡＮＤデート２３０
入力側へ供給される。

ＡＮＤ／７”　−）　２５１７Ｈｆｊ力（Ｉｌｌ　ハ、
ｏＲｐｆ　−ト１７　Ｉ）入力側と接続されている。ま
たフェイルセーフ信号ＵＦＢは、ＡＮＤ　？−ト１６の
入力側へ、そしてインバータ２２を介してＡＮＤデート
２３の別の入力側へも供給されている。ＡＮＤ　）ｆ−
）　１６の出力信号はＵｌで示され、２３の出力信号は
Ｕ２で示されている。

される。

第２図は第１図に示した装置の変形実施例のブロック回
路図である。第２図に示す実施例の論理回路３１ではＯ
ＲＩ’−）１５によるＯＲ結合は行なわれない。従って
制御信号ＵｉはＡＮＤ　？−ト１６に直接供給される。

第１図の論理回路３０は、Ａ１１ＪＤ　’ｌ”　−）　
１６（無障害時動作）またはＡＮｖｐｆ−）２３（緊急
作動）を導通制御するために設けられている。

第１の場合（無障害時）には、ＯＲ／７’　−ト１５を
介して制御信号Ｕ１と緊急作動信号ＵＮが同時に作用す
る。第２の場合（緊急作動時）には、緊急作動信号ＵＮ
だけが作用する。ＯＲ／ｒ’−）１５を介して制御信号
Ｕｉと緊急作動信号ＵＮを論理結合すれば、次のような
利点が得られる。

つます、フェイルセーフ・パルスＵ。カ存在シ、従って
７工イルセーフ信号ＵＦ８が発生せス、シかも制御信号
Ｕ１も発生しないような障害が起っても、緊急作動信号
ＵＮは導通制御されたＡＮＤ’ｒ−）１＜５を介して出
力側へ達するのである。

しかし、この利点とは裏腹に次のような欠点も生じる。

即ち、エンシンブレーキ遮断装置をもった自動車でエン
シンブレーキ運転中に上述の障害が起るのである。なぜ
なら、この場合、マイクロコンピュータ１０は正常に作
動し、フェイルセーフ信号Ｕ。を送出するからである。

また、エンジンブレーキ運転の遮断時には、制御信号Ｕ
ｉが抑圧される。そのため、第１図の実施例において、
エンジンブレーキの遮断時に緊急作動信号ＵＮが抑圧さ
れるような回路構成を設けなければならない。つまり、
ＡＮｏ）ｆ−）１６を介した緊急作動信号の接続によっ
ては、所望のエンジンブレーキ運転の遮断が妨げられな
いようにするのである。しかしこの場合には、本当に障
害が起った時にも緊急作動パルスが誤って抑圧されるの
で、緊急作動動作が行なわれな（なってしまう。

上述の欠点は、第２図の変形実施例においては克服され
ている。というのも、緊急作動信号ＵＮはＡＮＤ’７”
−）２５だけに供給され、このデ（１９） 一トは緊急時にのみインバータ２２を介して導通接続さ
れるからである。

第２図の変形実施例には、緊急作動信号ＵＮが、第１図
の場合よりも早（、動作パラメータに依存して制御され
るという利点がある。２つの図を見れば分る通り、どち
らの実施例でも、データ線路１４は緊急作動−関数発生
器２４の入力端２５と接続できるようになっている。こ
の構成によって、緊急動作時にも装置系を正確に制御す
ることができる。しかし第１図の実施例では、デート１
５においてＯＲ結合が行われるので後で第３図と関連し
て説明する理由から、この構成を採ると困帷な問題が生
じる。そのため、第２図の実施例ではこの点を改善し、
より広い範囲で動作パラメータにより緊急作動信号ＵＮ
を制御できるようにしである。

第３図ａはフェイルセーフ信号ＵＰＳの波形図である。

時点ｔ１で障害が発生すると、持続期間ｔｓの阻市期間
が生じる。その経過後、時点ｔ２に期間ｔＦのイネーブ
ル期間（自由作動期間）（２０） が生じ、時点ｔ３まで持続する。

第３図すは緊急作動信号ＵＮである。この信号は、衝撃
係数Ｔ１／ｌＩ′２を有するパルス列として発生する。

第３図Ｃは制御信号Ｕ１を示している。２６で示し７Ｃ
＋ｍ所から明らかなように、制御信号Ｕｉのパルス幅は
緊急作動信号ＵＮのそれよりも長い。これは、特に第１
図の実施例の場合に必要である。なぜなら、２つの信号
がＯＲｒ”−）１５で論理結合され、またそこでは制御
信号Ｕ１の方が優先されるからである。しかし、緊急作
動信号ＵＮのパルス幅が常に短かければ、この信号は通
常の走行動作時には検出されな（なる。

しかもこの問題点は、第１図の実施例で緊急作動信号を
動作パラメータに依存して変化させようとすると、より
顕著になる。なぜなら、そうすると―情によっては緊急
動作信号ＵＮのパルス幅が制御信号Ｕ１のそれよりも長
くなり、正常な走行時に動作障害が起るからである。こ
れが、第２図の実施例で、緊急作動信号をより広範な形
で動作パラメータに依存させられる理由である。

時点ｔｌに障害が発生すると、フェイルセーフ信号ＵＦ
ｓは論理ＨからＬに移行する。この時、ＡＮＤ　ｅ　−
）　１６　ｉｓ阻止され、ＡＮＤＩ’　−）　２３　＆
’！。

導通する。それに応じて、ＡＮＤ　’７”　−）　１６
の出力側における電圧Ｕｌはｆａ理ＬＫなり、ＡＮＤ　
ｌ”−ト２３の出力側における電圧Ｕ２は緊急作動信号
ＵＮを表わす。この場合、時点ｔ２とｔ３の間のイネー
ブル期間に、制御信号Ｕ１が論理ＨとＬの両状態をとり
得るので、不特定な状態が生じる。

緊急作動信号の衝撃係数ｒ　＝　ＴＩ／Ｔ２とフェイル
セーフ信号司ｉのｆｉｉｆｉ撃係数ｔＦ／（ｔ　Ｓ　＋
ｔＦ）とを考慮すれば、コンピュータの持続障害の際に
衝撃係数は次のようになる。

実用例では、緊急作動信号の衝撃係数を例えば０．３５
とすると、ｔＦは１０ｍ５．ｔＢは１４０ｍ５である。

従って、合成された緊急作動信号の実効術車係数τＮＯ
Ｔは０．３５±０．０４である。

この０．０４という偏差はかなり小さいので、緊急作動
時の動作には支障をきたさない。

上に示した値は単なる近似値に過ぎない。障害発生時に
設定されるコンピュータ信号Ｕｉ（第６図Ｃ）を考慮す
ると次式が生じる。

ただしこの場合、Ｕ１＝　）Ｔの時はｔ工＝　（ｔ２　
ｔｌ）・ｔＦ、　Ｕｌ　＝　Ｌの場合はｔＹ”＝　　Ｔ
ｙ’ｔＦである。

第４図は、第２図の実施例に対応する緊急作動−ｖｅｆ
ｔの詳細なブロック回路図である。両図に共通する素子
には同じ参照番号が付されている。

従って、上部の素子群はフェイルセーフ回路２０を構成
し、左下方の部分には緊急作動−関数発生器２４、右下
方部分は論理回路３１を構成する。

（２３） マイクロコンピュータ１０のフェイルセーフ出力側１３
には、信号６能動Ｌ″、つまり信号発生時に論理Ｈから
論理りに変わるパルス列が現れる。障害が発生した時に
は、フェイルセーフ出力側１３は論理Ｈ状態になる。フ
ェイルセーフパルスＵ。は、コンパレータに１の非反転
入力側に供給される。その反転入力側には例えば１．５
■の基準電圧ＵＢ２が印加されている。コンパレータに
１の出力側はフェイルセーフ回路２０と接続されている
。つまり、抵抗Ｒ６を介して別のコンパレータに２の反
転入力側と接続されている。コンパレータに２の出力側
は、抵抗Ｒ７を介して、例えば５ｖの基準電圧ＵＢｚと
接続されている。基準電圧ＵＢ工は、コンデンサＣ１を
介してコンパレータに２の反転入力と、抵抗Ｒ３を介し
てその非反転入力側と接続されている。

この非反応入力側は抵抗Ｒ５を介してそれ自体の出力側
とも接続されている。コンパレータに２の出力側はさら
に、抵抗Ｒ１およびそれに並列な抵抗Ｒ２とダイオ−）
ＦＤ工の直列回路を介して（２４） 反転入力側と接続されている。最後に、非反転入力側は
抵抗Ｒ４を介してアースとも接続されている。

つマリフェイルセーフ回路２０は、ヒステリシス特性を
有する閾値スイッチを形成しているのである。この閾値
スイッチは、フエイルセーによって決定される。なぜな
ら、コンデンサＣ１を充電する場合、１つの方向では抵
抗Ｒ１、Ｒ２の並列回路が作用し、逆の方向ではダイオ
−ｙ　Ｄｌの阻止によって抵抗Ｒ１だけが作用するから
である。その場合、分圧器Ｒ３／Ｒ５／Ｒ４は固定の下
方閾値、例えば１ｖを決定し、分圧器Ｒ３／Ｒ５／Ｒ，
は同じく上方閾値、例えば２ｖを決定する。従って、障
害電圧とピーク値に対して大きな安全保持間隔が得られ
る。これは、自動車に使用する場合に特に重要である。

コンパレータに２の出力側には、フェイルセーフ信号君
が生じる。この信号は、障害が発生しておらずコンデン
サＣ１が充電されている時には論理Ｈとなり、障害が発
生してコンデンサｃｌが充電されない時には論理りに変
わる。

持続的な障害（フェイルセーフパルスＵｃ　カ持続的に
発生しない）の場合にはフェイルセーフ回路は＃撃係数
τｙｓ　＝　ｔＦ／（ｔＦ＋ｔＢ）を有する発振器とし
て働く。なぜなら、コンビ二一タがリセットされると論
理Ｈ状態が生じ、オープンコレクタ出力回路としてのコ
ンパレータに２はフェイルセーフ回路を制御しないから
である。

７工イルセーフ信号ＵＦ８は、一方ではマイクロコンピ
ュータのリセット入力側２１に、他方では論理回路３１
に供給される。記号百で示すように、マイクロコンピュ
ータ１０のリセット人力ｌｌｌｌＩ２１は、論理りの信
号に応答する。従って、障害が起った時に信号ＵＰＳが
論理りになると、マイクロコンピュータ１０はリセット
される。この時フェイルセーフ出力側１５は論理Ｈ状態
になっている。

第４図の実施例では、緊急作動−関数発生器２４は自走
発振器として構成される。このために、抵抗ＲＩＯと正
帰還結合され、抵抗Ｒ１２と負帰還結合されたコンパレ
ータに３が設けられている。抵抗Ｒ１２はコンデンサＣ
２を介してアースと接続されている。コンパレータに３
の出力側は抵抗Ｒ１１と接続され、その非反転入力側は
抵抗Ｒｅ　’ｌ介して基準電圧ＵＢ、と接続されている
。この非反転入力側はさらに、別の抵抗Ｒ９乞介してア
ースと接続されている。これらの素子の特性値を好適に
選定すれば、緊急作動信号ＵＮを、０．４ｖ〜４．２■
の間で切換わるパルス列とすることができる。

この緊急作動信号ＵＮば、フェイルセーフ信号ＵＦ８と
同じ（論理回路３１に供給される。

論理回路３１は、実質的に、２つのコンパレータに４、
Ｋ５から成っている。この場合、コンパレータに４の出
力側はコンパレータＫＩｓの非反転入力側と接続されて
いる。コンパレータに４（２７） の非反転入力側には、抵抗Ｒ１４を介してフェイルセー
フ信号ＵＰＳが、反転入力側には抵抗Ｒ１３を介して緊
急作動信号ＵＮが供給される。また、非反転入力側は抵
抗Ｒ１５’（＋ｊ介して基準電位ＵＢよと接続され、反
転入力側は抵抗Ｒ１６を介してアースと接続されている
。コンパレータに４、Ｋ５の出力側は、抵抗Ｒ１？ない
しＲ１ａ’ａ？介して基準電位ＵＢ工と接続されている
。第１の変形実施例では、制御信号Ｕ工はマイクロコン
ピュータ１０の信号出力側１２からコンパレータに５の
非反転入力側へ直接に供給され、その反転入力側は基準
電位ＵＢｇと接続されている。これに対して別の変形実
施例では、別に２つのコンパレータにδ、Ｋ）が制御信
号Ｕｉの供給線路に設けられる。この場合、抵抗Ｒ２０
が信号出力側１２とコンパレータに６の非反転入力側の
間に接続される。その出力側は、コンパレータに５の非
反転入力側と接続され、また抵抗Ｒｘ９’ａ？介して基
準電位と接続されている。別のコンパレータに？ば、そ
の非反転入力側が基準電位ＵＢ２と接続さく２８） れ、反転入力側にはフェイルセーフ信号ＵＦＳが加えら
飢る。コンパレータに、の出力１則は、ダイオ−５６Ｄ
２を介し℃コンパレータに６の非反転入力側と、また抵
抗Ｒ２１ヲ介して基準電位と接続されている。

緊急作動信号ＵＮは、抵抗Ｒ１３、Ｒ１６を介して０．
２ｖないし６ｖの直に逓降分圧される。これに対してフ
ェイルセーフ信号ＵＰＳは、基準を泣ＵＢｌと接続され
た分圧器Ｒ１４、Ｒ１，によって、コンパレータに４の
非反転入力側における電圧が障害発生時に例えば１．５
■になるように、その頃カ縄められる。この時、コンパ
レータに４は緊急作動−関数発生器２４０発生する周波
数でクロック制御され、コンパレータに５の非反転入力
側では、第３図ｅに示すように電圧特性がａｌｌ！され
る。

コンパレータに６、Ｋ、は、理論的に起り得る障害、つ
まり信号出力側１２のアースへの短絡奮防ぐために設け
られている。この場合、コンパレータに５乞直接制御す
ると緊急作動信号も抑圧されるので、フェイルセーフ信
号ＵＦ８によって制御されるコンパレータに７ヲ付加的
に設けちのである。フェイルセーフ信号ＵＰＳが論理り
だと、コンパレータに７は論理Ｈ状態になる。

なぜなら、その非反転入力１四〇が基準電位ＵＢ２と接
続されているからである。しかしこの時、マイクロコン
ピュータ１０の信号出力１則１２がアースと接続されて
いるかどうかに係わらず、コンパレータに６も相応に陶
理Ｈ状態になる。

第５図は、緊急作動−関数発生器の別の実施例２４ａＹ
示している。この実施例では、装置系のパラメータに依
存してトリがされる単安定マルチバイブレータが用いら
れている。

緊急作動−関数発生器２４ａの入力側にはコンパレータ
に８が配置され、その非反転入力側には信号ＵＺが加え
られている。この信号Ｕｚは、例えば内燃機関の点火装
置から取出される。コンパレータに８の反転入力側には
、基準電位ＵＢ２が加えられる。その出力側は、コンパ
レータに９の非反転入力側と接続されている。この非反
転入力側では、了−スと接続されたコンデンサＣ３にＵ
ｃｏ電圧が加わっている。またこの入力側は、抵抗Ｒ２
，を介して基準電位ＵＢ１と接続されている。このコン
パレータに９の出力側も、抵［Ｒ２６乞介して基準電位
ＵＢよと接続されている。コンパレータに９の反転入力
側は、抵抗Ｒ２２を介してアースと接続され、また抵抗
Ｒ２３から、抵抗Ｒ３１乞介して例えば８ｖの基準電位
ＵＢ３と、そして抵抗Ｒ２ｅＹ介してポテンショメータ
Ｒ２９のタップと接続されている。ポテンショメータＲ
２９は、抵抗Ｒ３０ｓ　Ｒ２７と直列に、基準電位ＵＢ
３とアースの間に接続されている。

第５図に示した緊急作動−関数発生器２４ａの別の変形
実施例では、コンパレータに９の反転入力側に抵抗Ｒ２
５を介して信号Ｕθが加えられる。

信号Ｕ２は、例えば内燃機関のピストンの上死点ＯＴを
表わす。この信号Ｕ２は、第６図ａに示すように″′能
動Ｌ”信号であり、また例えば１５０±２０μｓの持続
期間を有している。従（６１） つて、市販のマイクロプロセッサに対する割込み信号と
して特に適している。

第５図の抵抗Ｒ２９は、例えば空気滑測定装置のポテン
ショメータを示している。従って、抵抗Ｒ２Ｂ、Ｒ３１
を介して抵抗２３に、空気量を表わす信号ＵＱが加えら
れる。この場合抵抗Ｒ２Ｂ、Ｒ３１ば、アイ１，１　リ
ング領域および部分負荷領域において信号Ｕｑを高める
ために用いられる。

その際、抵抗Ｒ２ＢＭよびＲ３１が抵抗Ｒ２９よりもか
なり大きいということが前提となっている。

このようにして、単安定マルチバイブレータの準安定時
間は空気量に依存し、かつ温度信号Ｕθが加えられる別
の実施例では付加的に温度にも依存して調整設定される
。この温度に依存する調整設定によって、特に暖機運転
時の特性が良くなる。

第６図ａに示した信号ＵＺが論理Ｈになると、第６図す
に示すようにコンデンサＣ３が充電される。この場合の
時定数はＲ２４・Ｃ３である。コンデンサＣ３は基準電
位ＵＢ１の値、例えば５ｖに達（３２） するまで充電される。コンパレータに９の切換閾値は、
その反転入力側に作用する電位によって定まる。しかし
それは、空気歇測定装置、つまりポテンショメータＲ２
９の位置にも依存する。

全負荷（ＶＬ）、部分負荷（ＴＬ）、アイドリング（Ｌ
Ｌ）等の異なる動作状態において、第６図すに示すよう
な切換閾１ｉｆが生じ、従ってコンパレータに９の導通
範囲によって第６図ｃ−ｅに示す緊急作動信号ＵＮＬＬ
　、　ＵＮＴＬ　−ＵＮＶＬが生じる。

それから分るように、周波数が一定とすれば、パルス幅
はアイドリング時が一番小さく、全負倚時が最も大きく
なっている。このパルス幅は次のように定められている
。つまり、このパルスが４気筒内燃機関の燃料噴射パル
スであるとすると、点火パルスが作用する度に１／２量
の燃料が噴射されるようになっている。

以上のことから明らかなように、単安定マルチバイブレ
ータの準安定時間は、空気ｔｇよび場合によっては温度
その他の動作パラメータに依存して変化し、従って緊急
作動時にも装置の特性は好適に制御される。

第７図は本発明による緊急作動装置の別の変形実施例〉
示している。

この実施例でも、マイクロコンピュータ１０、フェイル
セーフ回路１０８よび緊急作動−関数発生器２４の協働
関係は既述の実施例に対応して８つ、その限りに８いて
同じ参照番号が用いられている。

しかし、第１図、第２図、第４図Ｓよび第５図に示した
実施例とは異なり、第７図に示した実施例にＳいては、
非常に簡略化された論理回路６２が用いられている。即
ち、論理回路３２は、フェイルセーフ回路２０の出力側
と緊急作動−関数発生器２４の入力側との間に設けられ
ているダイオードＤ３だけから構成されている。

この場合、装置系の調整素子となる出力段１９は、緊急
作動信号ＵＮと制御信号Ｕｉによって制御される。障害
のない動作時には、フェイルセーフ信号晒は論理Ｈにあ
り、したがって、緊急作動−関数発生器２４として動作
する自走発振器は、コンパレータに３によリタイオー１
＆０３を介して遮断される。コンパレータに３の出力は
この場合論理状ｄＨＬとる。その理由は、このコンパレ
ータに３は通常オープンコレクタ接続でＳ成されている
からである。この実施例にＫいてスイッチング特性を改
善するために、コンデンサＣ２に対して並列に、第４図
の場合と同様に用いられる発振回路にさらに抵抗Ｒ１２
ａが補充して設けられており、この抵抗はコンパレータ
に３の反転入力側に一義的な差電圧を発生し、したがっ
てダイオ−ｖＤ３が導通に切換えられた時には、その出
方は一義的に論理Ｈになる。

障害が生じた場合には、フェイルセーフ信号ＵＦｓは論
理状態りをとり、ダイオードＤ３は不導通となる。その
結果緊急作動−関数発生器２４の発振器は自由に撮動し
、出方段に緊急作動信号ＵＮを供給することができる。

本発明の好ましい実施態様では、第７図に示した実施例
において、緊急作動−関数発生器（６５） ２４０発生する緊急作動信号Ｕ、は、マイクロコンピュ
ータ１０の中でプログラミングされ、そのことによって
、障害状轢から障害のない動作状態に移行する際、装置
系は上記のゾログラミングされた緊急作動信号Ｕ１　＝
　ＵＮで最初に制御されるようになる。その理由は、障
害時には、マイクロコンピュータのレジスタがクリアさ
れて８つ、したがって例えば回転数情報が存在しないか
らである。内燃機関の制御に適用される例では、回転数
情報は２つの点火パルス後に再び得られる。その時マイ
クロコンピュータ１０は正しい回転数を検出し、そこで
再び制御信号Ｕｌ　ｙ検出する本来の動作に復帰するこ
とができる。

一般にマイクロコンピュータ１０により検出される制御
信号Ｕ１の衝撃係数の妥当性を検査することにより、特
に良好な効果が得られる。

この検査（自己テスト）の結果が否定的であれば、その
場合には、フェイルセーフ回路２０が制御され、緊急作
動機能が働（。（例えば回転（３６） 数情報の欠落とか不在の場合） 第８図に示したさらに別の実施例には、次のよりな％徴
がある。第１にマイクロコンピュータ１０の７工イルセ
ー７出力１則１３が、ダイオ−ｖＤ番とコンデンサＣ４
の直列接続を介してフェイルセーフ回路２００Å力側に
接続され、上記素子り、ｇよびＣ４の接続点が抵抗Ｒ３
゜を介して基準電位ＵＢ工に接続されている。さらに、
７工イルセー７回路２０の出力側は、ダイオードＤ６お
よび抵抗Ｒ３６の直列回路を介してフェイルセーフ出力
側１３に接続され、そして上記素子Ｄ６およびＲ３６の
接続点はコンパレータＫＩＯの非反転入力側に接続され
ており、この非反転入力側には抵抗Ｒ３１５を介して基
準電位が印加される。コンパレータＫＩＯの反転入力側
は、緊急作動−関数発生器２４の出力側に設けられてい
る分圧器Ｒ３３、Ｒ３４のタップに接続されている。

コンパレータＫＩＯの出力は出力段１９に供給される。

コンデンサＣ４を介したフェイルセーフ回路２０の結合
により、動作の信頼性が向上する。

即ち、フェイルセーフ出力側１３が、障害の結果として
アースまたは基準電位ＵＢ□へ持続的に短絡しても、コ
ンデンサＣ４による直流減結合のためにリセット状態が
消失することはない。

なぜならば、フェイルセーフ回路２０はそれによって影
響を受けないからである。障害時に、フェイルセーフ信
号ＵＦｓが論理りになると、フェイルセーフ出力［１５
はダイオードＤ６および抵抗Ｒ３６を介して遮断され、
それにより素子Ｄ６とＲ３ａの接続点に作用する電圧が
Ｕ＋：ｌ：１．２Ｖにクランプされる。抵抗Ｒ３５は、
前に述べたように７エイルセーフ出力１３がアースに対
して持続的に短絡している場合に、素子Ｄ６に電圧降下
分を印２１ＩＪする。

障害時には、緊急作動−関数発生器２４は緊急作動信号
ＵＮを発生し、この信号は分圧器Ｒ３３、Ｒ３４を介し
て電圧Ｕ−に分圧され、例えば０．３がルトと３ぜルト
との間で切換られる。

フェイルセーフ回ｗ＋２０の入力側に設けられたダイオ
ードＤ４の機能を第９図および第１０図を参照して説明
する。第９図は第８図に示し１こ回路の部分図である。

フェイルセーフ回路２００Å力回路は、トランジスタ４
ｏから構成され、該トランジスタのペースは媚れ抵抗Ｒ
３゜を介してアースに接続されている。トランジスタ４
０のスイッチ区間に電圧降下ＵｃＥが現われる。トラン
ジスタ４０のコレクタから抵抗Ｒ６力：７７　／（’レ
ータに２の反転入力側に出ており、この反転入力側には
電圧Ｕｘが印加される。コンパレータに２の反転入力側
はコンデンサＣ０を介して基準電位に接続されてＡる。

回路の他の部分は第４図のものに対応する。

フェイルセーフ・パルスＵＣならびに第９図の回路で得
られる電圧ＵｃＥおよびＵＫの時間的変化はそれぞれ第
１０図ａ％ｂおよびＣに示されている。

フェイルセーフ・パルスＵｃ＋’！、第１ｏ図すから明
らかなように、コンデンサＣ６を規則的に充電しかつ急
激に放電させる。この過程の時定（３９） 数は抵抗Ｒ３２およびＲ３７ならびにコンデンサＣ４に
よって決定される。フェイルセーフ出力回路の内部抵抗
Ｒによりこの時定数が変化されるのン回避するために、
減結会作用をなすダイオード八が設けられている。第１
０図すに示した規則的な充電および放電過程は、第１０
図Ｃから明らかなように、電圧Ｕｋの形態でコンパレー
タに２の反転入力側に伝達される。正常動作時に規則的
に振動する電圧ＵＫのピーク値と切換閾ＩＩ　ＵＳとの
間の間隔ΔＵが、＃ｃ＃系の応答時間ＴＲを表わす。誤
ったトリがを回避するためにはこの間隔ΔＵを大きく保
持しなければならないが、応答時間ＴＲを可能な限り小
さくするためには間隔ΔＵを比較的小さくする方が望ま
し囚。したがって、例えば１０、・・・・・、６゜ＫΩ
のフェイルセーフ出力１３の内部インピーダンス乞ダイ
オ−ｒＤ４で分離して公差の小さい回路素子で可能な限
り間隔ΔＵを小さくすると共に、短い応答時間ＴＲ’に
実現できるようにするのが特に有利である。

（４０） 上記の障害因子を締出すことにより、誤ったトリガ馨行
なわれる危険を伴わずに、間隔ΔＵを小さく保持するこ
とができる。

第１図および第２図には、フェイルセイフ回路２０の出
力信号を端子１日に直接供給することができる変形例が
点線で示されている。この回路構成は、フェイルセーフ
回路２ｏによってコンピュータ障害が検出された際に、
クロック制御された緊急動作に移行するのが７工イルセ
ー７回路２０自身である時に有意味である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による緊急作動装置の第１の実施例を示
すブロック図、第２図は本発明による緊急作動装置の第
２の実施例を示すブロック図、第３図は第１図および第
２図に示した実施例を説明するためのパルス波形図、第
４図は第２図に示した第２の実施例の詳細な回路図、第
５図は運転パラメータによる制御を取入れた緊急作動−
関数発生器の変形例を示す回路図、第６図は第５図に示
した装置の動作を説明するための信号の時間的変化を示
す図、第７図は本発明による緊急作動装置の第３の実施
例を示す回路図、第８図は本発明による緊急作動装置の
第４の実施例を示す回路図、第９図はフェイルセーフ回
路の入力回路の詳細な回路図、そして第１０図は第９図
に示した回路装置の動作を説明するための信号の時間的
変化馨示す図である。 １０・・・マイクロコンピュータ、１５．１７・・・Ｏ
Ｒデート、１６　、２３・ＡＮＤｒ　−ト、　１９・・
・出力段、２０・・・フェイルセーフ回路、２４・・・
緊急作動−関数発生器、３０，３１．３２・・・論理回
ぺＫ・・・コンノ臂レータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　マイクロコンピュータ（１０）が、動作パラメー
   タ（ｑ、ｎ、θ）に対応する信号のための入力側と、該
   マイクロコンピュータ（１０）　Ｋより発生される制御
   信号（Ｕｌ）を出力する°ための信号出力側（１２）と
   、装置系が正常に動作している時に規則的なパルスを送
   出するための別の出力側（１３）を有し、回路（２０）
   の中で前記パルスが規則的に出現するか否かをチェック
   し、さらに、制御信号を出力する関数発生器を設け、そ
   して論理回路（３０。 ３１．３２）が、前記回路（２０）に依存して前記装置
   系に前記マイクロコンぎユータ（１０）の制御信号（Ｕ
   工）、または前記関数発生器の制御信号を供給する、マ
   イクロコンピュータで制御される装置系のための緊急作
   （１）ｒ 動装置において、前記規則的なパルスを、制御を定常的
   に監視するためのフェイルセーフ・ハＡ／　７．　（Ｕ
   Ｃ）　トして用い、フェイルセーフ回路（２０）として
   働く回路が、前記、倫理回路（３０，３１，３２）の他
   に、障害時に前記マイクロコンピュータ（ｉ　ｏ）のリ
   セット入力（３１）を７工イルセーフ信号（ＵＰＳ）で
   制御し、そして緊急作動−関数発生器（２４）として用
   いられる関数発生器の制御信号が緊急作動信号（ＵＮ）
   として装置系に供給されることを特徴とするマイク日コ
   ンビュータテ制御されるシステムのための緊急作動装置
   。 ２、論理回路（３０）が信号（Ｕ、　、ＩＴＮ、ＵＦｓ
   ）を、式 ％式％） に従って論理結合する特許請求の範囲第１項記載の緊急
   作動装置。 ３、　論理回路（３１）が信号（Ｕ工、ＵＮ、Ｕヨ。）
   を、式 （２） （Ｕｉ　Ａ　ＵＦ８　）　ｖ　（ＵＮ　ＡＵＦＳ　）に
   従って論理結合する特許請求の範囲第１項記載の緊急作
   動装置。 ４、倫理間Ｍ（３２）が信号（Ｕｉ　、ＵＮ−ＵＦ８）
   を、式 ％式％） に従って論理結合する特許請求の範囲第１項記載の緊急
   作動装置。 ５、　緊急作動信号（ＵＮ）および制御信号（Ｕｌ）が
   規則的なパルス列であり、前記緊急作動信号（ＵＮ）の
   衝撃係数が前記制御信号（Ｕｌ）の衝撃係数よりも小さ
   い特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の緊
   急作動装置。 ６、　制御信号（Ｕｉ）と緊急作動信号（ＵＮ）の論理
   和を、コンパレータ感（Ｒ５）の１つの入力を共通に制
   御することによって実現し、前記制御信号（Ｕｉ　）の
   供給線路に、フェイルセーフ信号（ＵＦｓ　）の出現で
   正の論理信号に切換わる（６） ２項〜第５項のいずれかに記載の緊急作動装置。 Ｚ　緊急作Ｈ数発生器（２４）の衝撃係数が、動作パラ
   メータ（Ｑ、ｎ、θ）に対応する信号に依存して設定調
   整可能である特許請求の範囲第５項またはＭ６項に記載
   の緊急作動装置。 ８、　緊急作動−関数発生器（２４）が、装置系の基準
   信号と同期してセットされる単安定マルチパイプレータ
   である特許請求の範囲第１項〜ｗｃＺ項のいずれかに記
   載の緊急作動装置に０９　単安定マルチパイプレータの
   準安定時間が調整可能である特許請求の範囲第７項また
   は第８項に記載の緊急作動装置。 １０、　　単安定マルチパイプレータが、正帰還結合さ
   れたコンパレータ（Ｋｏ）を有し、該コンパレータの非
   反転入力側はコンデンサＣ３を介して接地されると共に
   コンパレータ（Ｒ８）の出力側に接続され、該コンパレ
   ータ（Ｒ８）には基準電圧（ＵＢ２）ならびにシステム
   の基準電（４） 号（Ｕｚ）が供給され、前記正帰還結合されたコンパレ
   ータ（Ｒ９）の反転入力側には動作パラメータに依存す
   る電圧（ＵＱ、Ｕθ）が印加される特許請求の範囲＠９
   項記載の緊急作動信号。 １１、　　論理回路（３２）が、７工イルセーフ回路（
   ２０）と非常時運転関数発生器（２４）との間に設けら
   れたダイオ−ｖ　（Ｄ３）により形成すれ、マイクロコ
   ンピュータ（１０）の信号出力側（１２）は前記緊急作
   動−関数発生器（２４）の出力側に接続されている特、
   Ｗ−請求の範囲に４項ないし第１０項のいずれかに記載
   の緊急作動装置。 １２、　　フェイルセーフ回路（２０）がコンデンサ（
   Ｃ４）を介してマイクロコンピュータの別の出力１ＱＩ
   Ｉ　（１３）により制御される特許請求の範囲＠１項〜
   ｗＪ１１項のいずれかに記載の緊急作動装置。 １６、　　マイクロコンピュータ（１０）の別の出力側
   （１３）がフェイルセーフ信号（ＵＦｓ）の出現時に基
   準電位に接続可能である特許請求の範囲第１項〜第１２
   項のいずれかに記載の緊急作Ｆｊｈ装置。 １４、　７工イルセー７回路（２０）が入力側にＲＣ素
   子（Ｒｓ２＊Ｒ３ｙ／Ｃ４）を有し、ｇＲＣ素子はスイ
   ッチング・トランジスタ（４０）の制御入力側に接続さ
   れ、該スイッチング・トランジスタ（４０）を介しコン
   パレータ（Ｒ２）の入力側に設けられたコンデンサ（Ｃ
   １）が抵抗（Ｒ６）を経て充電可能であり、前記フェイ
   ルセーフ回路（２０）の入力端がマイクロコンピュータ
   （１０）の関連の別の出力（１３）に対してダイオード
   （Ｄ４）を用いて分離されている特許請求の範囲Ｉｔｇ
   ｉ項ないし第１３項のいずれかに記載の緊急作動装置。 １５、緊急動作（リセット状態）から規則的な動作に移
   行する際に、マイクロコンピュータ（１０）が実際の動
   作パラメータ（Ｑ　ｅ　ｎ　ｍθ）からレジスタ値を再
   び得るまで、最後の緊急作動信号（ＵＮ）に対応する制
   御信号（Ｕｌ）によって装置系を駆動する特許請求の範
   囲第１項〜第１４項のいずれかに記載の緊急作動装置。 １６．　　マイクロコンピュータ（１０）によって発生
   される制御信号（Ｕｌ）が妥当性に関して検査され、妥
   当性のない信号（Ｕｏ）である場合にフェイルセーフ回
   路（２０）が作動される特許請求の範囲第１項〜第１５
   項のいずれかに記載の非常時運転装置。 １Ｚ　　フェイルセーフ回路（２０）がダイナミック結
   合（Ｃ４）により障害時に応答するばかりではなく、フ
   ェイルセーフ出力（１３）が基準電位（ＵＢよ）または
   アースに持続的に短絡した場合のコンピュータ障害に際
   しても応答し、かつ自走発振器として動作し、その場合
   該発振器の衝撃計数〔τＦｓ＝τＦ／（ｔＰ＋ｔ８）〕
   が、満足すべき緊急動作が可能なように選択されている
   特許請求の範囲第１４項〜第１６項のいずれかに記載の
   緊急作動装置。 １８、　７工イルセー７回路（２０）の出力側が出力段
   （１９）の入力側（端子１８）に接続されている特許請
   求の範囲第１項〜第１７項の（７） いずれかに記載の緊急作動装置。 １９　　フェイルセーフ出力信号が緊急作動信号として
   出力段に直接供給される特許請求の範囲第１８項記載の
   非常時運転装置。