JPS6251737A - 自己着火式内燃機関の安全緊急走行方法及び装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自己着火式内燃機関の安全緊急走行方法及び装
置、さらに詳細にはアクセルペダル位置、回転数、ブレ
ーキペダル位置、コントロールロッド位置等、自己着火
式内燃機関の運転状態を示す信号を常時検出処理してシ
ステム監視を行い、異常時内燃機関を停止させるか、あ
るいは緊急走行運転させる自己着火式内燃機関の安全緊
急走行方法及び装置に関する。

［従来の技術］ 従来、このような自己着火式内燃機関（ディーゼルエン
ジン）において、内燃機関の運転を電子的に制御するた
めに、電気信号を用いて駆動される操作機器が使用され
ている。この場合、機械的な燃料供給装置や制御装置に
代わり、中央制御装置が用いられ、必要な操作信号を発
生するようにしている。ディーゼルエンジンに用いられ
る機械的な燃料供給装置は、誤動作に対する安全性に対
して信頼性はあるが、種々の運転条件、並びに環境作用
を考慮して制御を行うには不適当になっている。

電子ディーゼル制御装置（Ｅ　Ｄ　Ｃ）と組み合わせて
電子素子を用いた場合、各構成要素それ自体が誤動作を
識別し、場合によっては誤動作を回復させる機能を持っ
ているので、包括的な安全手段、監視手段並びに緊急手
段をとることが望ましい。

例えば、ドイツ特許公開公報第３３０１７４２号には、
自己着火式内燃機関の安全装置が開示されており、同装
置ではアクセルペダル位置、コントロールロッドの移動
量の目標値、回転数、ブレーキペダル位置等、内燃機関
の運転状態に関する信号を常時検出し最小値を選択する
ことにより、コントロールロッド移動量の目標値を補正
し、それをＥＤＣ装置の調節制御器に入力させる構成が
示されている。さらに同装置では、補正された目標値に
基づき、移動量の実際値信号を考慮して制御偏差が形成
され、所定の限界値を越えた場合に噴射ポンプを遮断し
たり、調節制御器の出力段をオフにしたり、あるいは緊
急運転状態を導入することによって安全手段を講じてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ これらの従来の安全装置では、安全条件を検出するのに
、全ての周辺条件が必ずしも考慮されているわけではな
いので、問題が発生する。例えば、アクセルペダルに設
けたアイドリング接点によりアイドリング信号が形成さ
れるが、これは内燃機関が車速制御装置を有している時
には有効なものとはならない。また、例えばスポーツカ
ーや、高速度で運転していて後ろの運転手に警告を与え
る場合等、何らかの理由で運転手がブレーキペダルを操
作したり、軽く踏み込んだりした場合でも、アクセルペ
ダルは踏み込、まれた状態、すなわちアイドリング位置
にない状態が発生する。

従って、本発明はこのような従来の問題点を鑑みてなさ
れたもので、電子的にディーゼルエンジンを制御する場
合、包括的な安全、並びに緊急手段を講じ、それによっ
てエンジンの暴走を防止するとともに、自動車の安全緊
急運転を可能にし、通常予期しないような周辺条件が発
生した場合でも、走行が可能な自己着火式内燃機関の安
全緊急走行方法及び装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はこのような問題点を解決するために。

変形アイドリング信号が発生するとともに、コントロー
ルロッドの移動量の実際値が所定の最小移動量の値より
大きくなった時、調節制御を最小移動量の特性値に従っ
て制御を行う緊急走行制御系に切り換える構成を採用し
た。

［作　用］ このような構成では、回転数に関係した最小移動量の値
を定める特性値を発生させる緊急走行制御系が設けられ
ており、変形アイドリング信号が現われると同時に、コ
ントロールロッドの移動量の実際値が、これに対して定
められる最小移動量の値よりも大きくなった時に、緊急
走行制御系に切り換えが行われる。

また本発明では、最小移動量の特性値に従った緊急走行
運転に切り換えなければならないような時にも、冷寒時
始動を含んだ始動量制御が自動的に行われ、いわゆる始
動離脱回転数を１回上回った後は、再び最小移動量特性
値に基づいた制御に戻される。また１本発明では移動量
の制御が誤ったものであると識別された場合、調節制御
を第２の緊急走行用の調節制御器に切り換えるか、ある
いは第２の補助調節制御器に切り換えるようにしている
ので、通常存在する調節制御器における欠陥をも補償す
ることができる。この場合、所定の基準を設けることに
より、第１の調節制御系が正常に戻った場合、緊急走行
制御系から通常の走行制御系に切り換えるようにしてい
る。また本発明では、メインコンピュータに設けた独自
の監視装置（ウォッチドッグ）によってもメインコンピ
ュータにおける故障を監視し、故障時には緊急走行系に
切り換えられるようにしている。

また本発明では、例えばブレーキペダルとアクセルペダ
ルが同時に操作されたような場合のように、不可避の外
部的な動作状態が発生した時に所定の待機時間を設け、
それが経過した後、噴射量を緩慢に減少させ、安全回転
数に移動させるようにしている。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に従い、本発明の詳細な説明す
る。

第１図において符号ｌＯで示すものは自己着火式の内燃
機関（ディーゼルエンジン）でアリ、この内燃機関は吸
気管１１と排気管１２を有する。

燃料噴射ポンプ１３が供給管１５を介して噴射弁１４と
結合されおり、この噴射弁１４によって必要な燃料がそ
れぞれ内燃機関に供給される。噴射弁１４は噴射開始セ
ンサ１６を有し、このセンサは補助回転数信号を発生す
る。この回転数信号は点線で図示したリード線１６ａを
介して回転数信号検出処理回路に供給され、後述するよ
うな処理が行われる。

また１本来の回転数信号を得るために、回転数センサ１
８が設けられる。このセンサはクランク軸によって駆動
されるギヤ１９を介して内燃機関の回転数を検出し、こ
のセンサによって得られた回転数信号が回転数信号検出
処理回路１７に入力される。本発明の安全装置に用いら
れる信号をどのように得るかは、第１図並びに後に続く
図において、単に例示的に図示されているだけで、それ
ぞれ用いられる信号は内燃機関の運転状態からそれぞれ
異なる方法で得ることもできるものである。また各図で
は、本発明を個別な回路を示すブロックを用いて説明し
ているが、各ブロックは本発明の基本的な機能を示すの
に用いられているだけであり、実際にはアナログ、デジ
タル、あるいはハイブリット技術を用いて各ユニー／　
）並びにブロックが構成されるものであって、例えば全
部を、またその一部をまとめてマイクロプロセッサやマ
イクロコンピュータ、あるいはデジタル、アナログ論理
回路を用いてプログラム制御させて実現させることがで
きるものである。

第１図において、さらに燃料噴射ポンプ１３のコントロ
ールロッド１３ａの位置から、コントロールロッドの移
動量を検出する移動量センサ。

あるいは変換器２０を介してコントロールロッドの移動
量（以下単に移動量という）の実際値Ｆｔ　Ｗ　ｓが検
出される。さらに、アクセルペダル２１と機械的に結合
されたポテンショメータ等から構成されるアクセルペダ
ル位置センサ２２から、アクセルペダル位置信号ＦＦＧ
が形成され、この信号によりアクセルペダルがアイドリ
ング位置にあることを示すアイドリング信号ＦＦＧ−Ｌ
Ｌが形成される。このアイドリング信号は、またアクセ
ルペダルに設けられたアイドリング接点によっても形成
することができる。

さらに、ブレーキペダル２３に設けられた接点センサ２
４を介して、ブレーキ信号ＢＳが得られる。このブレー
キ信号ＢＳによって通常ブレーキランプ２５が点灯され
る。このようなブレーキ接点センサは、ブレーキシリン
ダに設けられた抑圧スイッチの一部として構成すること
もできる。

燃料噴射量を制御するために、メインコンピュータと他
の周辺回路から成る中央制御装置２６が設けられる。中
央制御装置２６には、符号２７で示したように、その他
の種々の動作信号や目標値が入力され、中央制御装置は
そのメインコンピュータを介して、これらの入力信号に
基づき、移動量の目標値ＲＷ　ｓに関する信号を形成し
、この信号が後段に接続された調節制御器２７に入力さ
れる。調節制御器２７は、所定の制御特性、例えばＰＩ
Ｄ特性を有する制御器であり、出力段（図示せず）を介
して操作機器２８を駆動し、コントロールロッド１３ａ
をそれぞれ所望の位置に移動させる。

上述した種々の信号は、第１図に図示した安全緊急走行
装置２９に入力される。この安全緊急走行装置２９の一
部あるいは全部は、その機能をメインコンピュータにプ
ログラムすることによって、あるいはその他の方法で中
央制御装置２６の一部として組み込むことも可能である
。

第２図には、上述した安全緊急走行装置２９の構成がブ
ロック図として図示されている。第２図には中央制御装
置２６並びに安全緊急走行装置に属する部分がそれぞれ
図示されており、符号３゜で示すものはメインコンピュ
ータで、このメインコンピュータの主要な機能を監視す
る監視ユニット（ウォッチドッグ）が符号３０ａで図示
されている。第１の回転数信号Ｎが正規の回転数センサ
から得られる。この回転数信号は、例えば内燃機関と同
期して回転する信号マークを備えたディスク３２によっ
て形成され、このディスクのマークが対応するセンサ３
３によって検出され、後段のパルス整形回路３１を介し
てメインコンピュータ３０に入力される。メインコンピ
ュータ３ｏは、この回転数信号Ｎ並びに入力端子３５か
ら得られるアクセルペダル位置信号ＦＦＧ、並びに他の
入力信号を処理して移動量の目標値ＲＷ　ｓを発生し、
出力線３０ｂを介して、これを第１の調節制御器（ＰＩ
Ｄ特性を有する）３６に入力させる。

調節制御器３６の出力には、電流調節器３７が設けられ
ており、その出力段を介してコントロールロッドの位置
を制御する操作機器３８が駆動される。移動量の実際値
ＲＷ　ｉは、リード線３９を介して調節制御器３６の入
力端子にフィードバックされ、それによって通常機能時
では閉ループ制御回路が形成される。

本発明では、さらに少なくとも１つの補助回転数センサ
３１′が設けられる。この回転数センサ３１′は、例え
ば噴射開始センナとすることができ、その出力信号は正
規の回転数センサ３１が故障した場合、回転数信号を示
す補助信号として用いられる。始動工程、この補助回転
数センサが存在するかどうかのチェック、並びにその利
用に関しては、以下に述べる条件があてはまる。

電圧を供給した場合、制御目標値として始動（噴射）量
が出力されるが、その場合、補助回転数センサ監視装置
により、補助回転数センサの内部抵抗を測定して、それ
に異常が検出されない時のみ、始動量が出力される。こ
れに対して、センサの内部抵抗に異常が検出された場合
には、正規の回転数センサのパールースから求められる
所定の回転数しきい値に達した場合に、初めて始動量が
出力される。

補助回転数センサとして噴射開始センサを用いた場合、
正規の回転数センサが故障時燃料供給量並びに噴射開始
制御に対して、次のような機能の変更が行われる。

（１）始動時の規定回転数（すなわち供給される燃料の
量が始動条件によって定められるのではなく、通常の外
部運転条件に基づいて定められる始動離脱回転数）とし
て所定の規定回転数を設ける。

（２）走行特性値を変化させる。その場合、特性値がど
のようなものであるかは、以下のように定められる。

（ａ）アクセルペダル位置０に対して、噴射量に対して
所定量を定め、それによって有効領域における各回転数
において、噴射開始信号の処理を確実にさせる。この所
定量は、エンジンが無負荷時に要求される量よりも小さ
な値とする。

（ｂ）全負荷量が走行特性値のうち、最上方の特性曲線
により定められ、その値を吸気エンジンの全負荷値より
も小さな値とする６減少回転数も顕著に減少させる。

（Ｃ）アイドリング回転数制御は、アイドリング時の走
行特性値を介して行われる。その場合、通常の運転時よ
りも大きなアイドル回転数を定める。

（３）噴射開始に対して閉ループ制御が行われている場
合に、それを開ループ制御に切り換える。

噴射開始センサに代えて、他の任意の回転数センサ３１
′を用いた場合には、これを例えばスタータのリングギ
アに回転数センサとして組み込むことができる。この場
合、自己着火式内燃機関において、通常の回転数信号を
得るために（噴射開始センサではクランク軸が２回転す
るごとに１つの信号が得られる）並びにパルス検出時、
スタータのりングギャを介して得られる高周波の信号が
メインコンピュータ３ｏに入力され、コンピュータが過
負荷を受けるのを避けるために、パルス整形回路３４′
の後に、分周回路４２が設けられる。この分周回路によ
って、補助回転数信号は噴射開始信号と同じ周波数に分
周される。第２図においてメインコンピュータ３０には
、正規の回転数信号と補助回転数信号が入力されるが、
安全緊急走行系には、回転数処理回路４１を介して正規
の回転数センサかち得られる回転数信号が供給される。

この場合、安全緊急走行系、あるいはその一部（すなわ
ち、最小特性値発生回路４４、過剰回転数保護回路６１
、始動ヒステリシス回路等）に補助回転数センサから得
られる回転数信号を供給するようにすることもできる。

次に、第２図に図示した安全緊急走行装置に関し、どの
ような場合に安全手段がとられるか、並びにそこから得
られる機能をもとにして説明する。

アクセルペダルがフィトリング位置にある時（すなわち
アイドリング信号ＦＦＧ−ＬＬが得られている時）、移
動量の実際値ＲＷＥが所定の最小値ＲＷｍｉｎ以下にあ
るかどうかを調べるために、特に内燃機関がメインコン
ピュータ３０において実行される車速制御装置ＦＯＲに
よって駆動される時には、少し複雑な論理組み合わせを
行う。

すなわち、まず移動量の実際値ＲＷｉがリード線３９′
を介して比較器４３に入力される。この比較器の他方の
入力端子には、最小特性値発生器４４を介してそれぞれ
の回転数に関連した移動量の最小値ＲＷｍｉｎが供給さ
れる。この比較器の出力信号が、上述した検査時に用い
られる必要な第１の信号となる。電子ディーゼル制御（
ＥＤＣ）により実現される車速制御を行う場合には、ア
クセルペダルがアイドリング位置にあっても、内燃機関
には大きな移動量ＲＷ　Ｅに対応する噴射量が必要に応
じて供給される。

従って、車速制御ＦＧＲを行う場合には、通常コンピュ
ータによって行われるアイドリング位置の識別、すなわ
ちアクセルペダル位置センサにょるアイドリング位置の
一検出は中止される。

本発明によれば、第２図の右上の論理回路により図示し
たように、入力端子４５から供給されるブレーキ信号Ｂ
Ｓ並びに車速制御信号（ＦＧＲ信号）を介して、変形ア
イドリング信号Ｌ　Ｌ”が形成される。

図示した実施例では、論理回路４６は２つのアンドゲー
ト４６ａ　、４６ｂ並びにその後段に接続されたオアゲ
ート４７から構成される。車速制御が行われず（これは
アンドゲート４６　ｂの対応する入力端子に否定信号が
入力されることによって識別される）、同時にアクセル
ペダルによってアイドリング信号ＦＦＧ−ＬＬが存在す
るか、あるいは車速制御が行われ、ブレーキが操作され
た時にのみ、オアゲート４７の出力に上述した変形アイ
ドリング信号Ｌσが発生する。そのような組み合わせは
、ブレーキが操作された場合、車速制御機能が中断され
るので、通常運転には発生することのないものである。

変形アイドリング信号り一は、アンドゲート４８に入力
され、比較器４３から供給される比較結果信号と組み合
わせて、エンジン並びに運転手に危険のないコントロー
ルロッド移動量に切り換えられる。

場合によっては、コンピュータに遅延が発生したり、あ
るいは信号処理あるいは操作機器に遅延が発生するこ、
とが予想されるので、アンドゲート４８の後段に遅延回
路４９が接続される。この遅延回路は所定の時間Ｔが経
過して後、初めて後段に接続された回路を作動させる。

遅延回路４９の後に接続される回路は、Ｓ、Ｒ端子を有
するフリップフロップ５０として構成されるが、コンピ
ュータにおいて他の方法で、例えばフラグをセットする
などして実現することもできる。フリップフロップ５０
は、後述するように安全処置を講ずる必要が発生した場
合に端子Ｓを介してセットされ、また壷形アイドリング
信号Ｌ　Ｌ”がなくなるか、始動ヒステリシス回路５２
から始動工程を示す信号が供給された時に、そのリセッ
ト端子Ｒを介してリセットされる。

回転数の下限値が定まっていて、最小移動量ＲＷｍｉｎ
が設けられている場合には、コンピュータによって誤っ
た噴射量信号が与えられた場合、この下限回転数で顕著
なトルクの変動が発生する可能性があるので、緊急走行
運転に対しても問題が発生する。従って、本発明では限
界回転数の概念に代え、最小移動量ＲＷｍｉｎに対して
回転数に関係した制御特性値を用いる。これが第２図に
最小特性値発生器４４として図示され、また第３図に詳
細に図示されている。第３図には回転数に関係させてＲ
Ｗｍｉｎの特性値が実線で図示されているが、実際の特
性は幾分複雑なものとなっている。以下に、その最小限
のことを説明する。

ＲＷｍｉｎの特性値は３つの部分ａ、ｂ、ｃから成り、
ａの部分は上述した限界回転数ｎ０以上の部分であり、
この部分の移動量の値はエンジンの無負荷運転時の必要
量以下であって、正常運転時アクセルペダルのアイドリ
ング位置に対してメインコンピュータによって出力され
る移動量以上の値となっている。限界回転数以下の回転
数では、移動量の値は上昇しくｂの部分）、それによっ
て緊急走行運転時におけるアイドリング制御が可能とな
る。この部分の移動量の値は、正常運転時のアイドル制
御特性値よりも大きな値となっている。またＣの部分の
移動量は冷寒時始動を行うための値である。

一方、電子ディーゼル制御ＥＤＣを用いた場合、それに
よって冷寒時始動の時、第３図に図示した特性値よりも
多量の始動量（大きい移動量ＲＷに相当する）が出力さ
れるので、上述したようなＲＷｍｉｎの特性値を用いる
と、電子ディーゼル制御による自動始動量制御が危なく
なるので、第２図でブロック５２で示したように、始動
時のＲＷ！ｌ１ｉｎ特性値に対してヒステリシス特性が
与えられる。これが第３図で点線でＲＷ’ｍｉｎとして
図示されている。このヒステリシス特性により、最初の
動作時に大きな回転数の方向に移動が行われる。また、
第３図には点線で通常の始動量の特性が工により回転数
に関係させて図示されている。

また、始動時、１度所定の規定回転数より大きくなると
、ヒステリシス特性ＲＷ’ｍｉｎから通常のＲＷｉｉｎ
特性値に戻される。

比較器４３は、最小特性値発生回路４４から得られるＲ
Ｗｎ＋ｉｎの値と実際の移動量ＲＷＥの値を比較する。

移動量ＲＷの設定が不良の場合には、ＲＷ　ｉはＲＷｍ
ｉｎよりも大きくなり、同時にフィトリング信号Ｌｖが
発生する。この時、遅延回路４９によって定められる遅
延時間が経過した後、フリップフロップ５０がセットさ
れ、その出力ＦＦＡ並びにオア回路５３を介して移動量
の調節制御が他の緊急走行制御系に切り換えられる。こ
れは安全処置を講じなければならない例が発生したこと
になり、上述したように、ＲＷｍｉｎの特性値に従って
制御が行なわれ、同時にこれがリード線５４を介してメ
インコンピュータ３０に入力される。

安全処置をとり、緊急走行運転を行う場合、ＲＷｍｉｎ
の特性値に基づく制御を行うようにするために、第２図
には図示しなかったが、調節制御器３６の入力端子を最
小特性値発生回路４４に切り換えるか（すなわち、この
場合には同じ調節制御器３６で動作させる）、あるいは
図示したように、第２の調節制御器３６′に切り換える
ようにする。後者の場合には、フリップフロップ５０の
出力から得られる信号により、スイッチ５５を作動する
ことによって行なわれる。この場合には、正規の調節制
御器３６の欠陥をも補償することができる。

このようなオアゲート５３を介した切り換えは、監視ユ
ニット３０ａを関してメインコンピュータが動作不能に
なった時、例えば欠陥が生じた時や供給電圧が低すぎた
ような時などが検出された時にも行うことができる。こ
の時にも、監視ユニッ）３０ａによりリード線５６を介
してスイッチ５５が切り換えられる。

フリップフロップ５０は、上述したようにアイドリング
条件Ｌ　ＩＪが再び解除されるか、あるいは始動ヒステ
リシス回路５２を介してフリップフロップ５０が始動条
件時、所定の位置に移動された時にオア回路５１を介し
てリセットされる。

上述した切り換えは、リード線５４を介してメインコン
ピュータ３０に入力される。これは、メインコンピュー
タそれ自体が制御偏差を監視し、ないしはメインコンピ
ュータ３０を所望のとおり動作させているので、もしフ
リップフロップ５０の出力をコンピュータ３０に入力さ
せない場合には、例えば燃料を遮断する遮断弁などの他
の操作機器を介して装置全体が遮断されてしまう場合が
あるからである。

ＲＷｍｉｎ特性を介して運転を行う場合、リード線５７
の分岐線５７ａを介してアクセルペダルセンサからのア
クセルペダル位置信号ＦＦＧを最小特性発生回路４４に
入力させるようにする。この信号ＦＦＧは、発生したＲ
Ｗｍｉｎ信号に付加されて、それぞれ任意のコントロー
ルロッド位置を調節することが可能なので、メインコン
ピュータが故障した場合、あるいは安全処置を講ずるの
に携わる素子等が故障した場合、簡単な方法で拡張した
緊急走行を可能にする。

さらに本発明によれば、コントロールロッドの位置セン
サの故障を判別する判別回路５８が設けられる。この判
別回路５８には、センサから得られる移動量の実際値信
号ＲＷｉが入力される。この判別回路５８には、移動量
の実際値に関連した任意の入力信号が入力され、移動量
センサの故障の判別は、いわゆる信号範囲のチェックを
行う従来の手段によって行われる。移動量センサが故障
した場合には、判別回路５８を介してスイッチ５９が切
り換えられ、それにより実際の移動量信号ＲＷｉが調節
制御器３６．３６’ないしメインコンピュータ３０に入
力されるのではなく、信号発生回路６０を介してシミュ
レーションされた信号ＲＷｉ”が入力される。このシミ
ュレーション信号は、第２図に図示したように、調節制
御器の出力から、あるいはこの調節創部器の後段に接続
された電流調節器３７の出力から導かれる。従って、ま
た信号発生６０は操作機器３８の監視機能も有すること
になる。

以上述べた手段の他に、さらに過剰回転保護回路６１が
設けられ、この回路は直接電流調節器３７の出力段に作
用して過剰回転を防止させる。

以上説明したように本発明では、補助回転数センサ３１
′ないし噴射開始センサの他に変形アイドリング信号Ｌ
Ｌ“が形成され、その場合、ＲＷｍｉｎの特性値に沿っ
た制御が行われ、アクセルペダルセンサの信号に応じて
緊急走行運転が可能になる。

さらにＲＷｍｉｎの特性値には始動ヒステリシス特性が
与えられるので、上述した緊急走行の他に始動工程も可
能になる。緊急走行運転への切り換えは、変形アイドリ
ング信号をフリップフロップ５０から出力させることに
より、あるいはコンピュータの機能を監視する監視ユニ
ットの信号に従い、フリップフロップ５０を切り換える
ことによって行われる。その場合、好ましくは緊急走行
への切り換えを行い、安全手段を講じた時、最小特性値
発生回路によって駆動される補助調節制御器を設けるよ
うにする。さらに、移動量センサ故障時、シミュレーシ
ョンされた移動量信号を形成することにより、緊急運転
時に対するコントロールロッドの実際値信号が得られる
。このシミュレーション発生回路６０に従って操作機器
を監視することにより、操作機器の特性をもチェックす
ることが可能になる。

自己着火式の内燃機関における安全緊急運転に対しての
、さらに他の問題点としては、アクセルペダルが動かな
くなリアイドリング位置に戻ることができなくなったり
、あるいは制御装置においてアクセルペダル位置センサ
からの信号処理に故障が生じたり、またその信号がコン
ピュータによって誤って解釈されるような場合に発生す
る。

従って、このような場合には、運転手がアクセルペダル
から足を離しても、すなわちアイドリング信号が発生し
ても、予期しない燃料が供給されてしまうことになる。

このような予期しない燃料供給は、第２図に図示したよ
うに、運転手によって操作されるブレーキ信号ＢＳを補
助信号として用いることにより防止することができるが
、冒頭に述べたように、短時間ブレーキを踏み込むだけ
でアクセルペダルがアイドリング位置にないような時、
あるいは一種のアンチスリップ制御やスポーツ走行にお
いて、同時にアクセルとブレーキを踏むような時には問
題が発生する。

噴射量が急激に取り除かれ、安全の理由で噴射量がＯに
なる移動量に制御されたり、あるいは操作機器の出力段
が遮断された場合には、危険な走行状態が発生する。と
いうのは、後者の場合、操作機器の制御器は限界位置ま
で作動しており、緊急事態が解除されて再び動作状態に
なった場合、過渡状態が長く続き、噴射量の変動が大き
くなるからである。いずれにしても、走行状態において
、噴射量を急激に遮断したり、あるいは取り除く場合に
は、自動車は顕著に減速されてしまうことになる。

従って本発明では、ブレーキ操作時、上述したような例
に対して噴射量が急激になくなるのを避けるような処置
が取られる。その場合、第４図に図示したように、安全
手段は以下のような条件が満たされた時にのみコンピュ
ータにより行われる。

（１）アクセルペダルがアイドリング位置になく、　（
ＦＦＧ−ＬＬ）、並びに、 （２ａ）まず、アクセルペダルがアイドリング位置にな
く、時間的に後にブレーキ操作信号ＢＳが現れるか、あ
るいは （２ｂ）まず、ブレーキが操作され、時間的に後でアク
セルペダルがアイドリング位置になく、さらに車速が所
定の最小安全速度Ｖｓよりも大きい場合である。

これらの条件は、静的な運転状態では生じないものであ
る。アクセルペダルのフィトリング位置が識別されるか
、あるいはブレーキが再び解除された時には、安全処置
は解除されるけれども、例えば安全手段が講じられ、「
ブレーキを押圧し、アクセルペダルがアイドリング位置
にない」という条件が再び発生した後、安全処置を講ず
るに必要な車速条件がなくなった時には解除しないよう
にする。

第４図に図示した処理ブロック６２．６３は、スイッチ
ング手段であ、す、それにより上述した場合が前後して
発生したような場合、上述した条件が満たされた時に信
号を発生する。アントゲ−下６４の出力にハイレベルの
信号が現れるのは、入力に「アクセルペダルがアイドリ
ング位置にない」信号が入力され、一方、他方の入力端
子にオアゲート６５を介して、上述した（２ａ）　、　
（２ｂ）の条件に関する信号が入力された時に発生する
。

上述した安全処置が発生すると、第５図に図示したよう
な燃料噴射量が供給される。すなわち、まず待機時間Ｔ
ｗが形成され、この待機時間が経過した後、噴射量は時
間に対して所定の傾斜ＤＦ／ＤＴで噴射量が減少され、
安全回転数Ｎｓに制御される。この制御に対しては、通
常のアイドリング制御パラメータが適用される。

安全処置が解除された後、例えば「ブレーキ作動」ない
しｒＦＦＧζＬＬＪ条件の内、１つがなくなったような
場合、すなわち第４図ではｔ２の時点で示した時点で、
噴射量は再び時間に対して所定の傾斜ＤＲ／ＤＴで上昇
し、通常の入力量（ＦＦＧ　、ＦＧＲ・・・）によって
与えられる量まで増量される。

これにより、「ブレーキとアクセルペダル」の問題が解
決され、トルク変動が避けられる。この場合、ざらに車
速安全回転数Ｎｓを導入することにより、さらに広範囲
な設計自由度が得られる。

このような安全処置をとった設計では、調節制御器が限
界までいかないことが重要である。

このような安全対策では、アクセルペダル位置センサか
らの信号ＦＦＧ、並びにブレーキセンサからのブレーキ
信号ＢＳのみが必要となり、第２図に図示したように、
もともとメインコンピュータに入力されるものなので、
これら全体の安全機能をメインコンピュータ３０に移す
ことができ、回路コストを顕著に減少させるという利点
が得られる。

さらに、第６図には、本発明の他の実施例が図示されて
おり、この場合、符号６６で示した第２の調節制御器あ
るいは補助調節制御器が設けられる。同図において、正
規の調節制御器は第２図と同様、符号３６で図示されて
いる。

第２図の安全緊急走行装置も同様に、第２の補助ｙＡ節
副制御器６′が設けられているが、この装置の場合には
、選択的に設けられているのであり、調節制御がブロッ
ク４４．５２からなる他の緊急走行制御系に切り換えら
れ、ＲＷｍｉｎの特性値に沿って制御が行われる。この
緊急走行制御系の機能は、元の調節制御器によっても行
うことができるが、これに対して第６図に図示した補助
調節制御器６６の場合には、全体のシステム、従って自
動車の汎用性を向上させるものである。この場合、次の
ことが考慮されている。すなわち。

ＥＤＣシステムでは、電磁操作機器３８（第６図）を介
して供給される燃料の量がセンサ（コントロールロッド
の位置）により検出され、それが調節制御器３６に供給
される。この調節制御器が故障した場合、いずれにして
も燃料の供給は行われなくなるので、内燃機関も停止し
てしまうことになる。

゛本発明では、ここで第２の補助調節制御器６６が設け
られ、さらに正規の調節制御器３６が機能できなくなり
、それによって補助調節制御器６６に切り換えを行うか
どうかを判別する手段が設けられている。このような手
段は、他の量を扱う調節制御器、例えば排気再循環制御
ＡＲＰ、噴射開始、あるいは同様な制御装置にも利用で
きるものである。

このような調節制御器に属するものとして、本来の制御
器（ＰＩＤ制御器）自体、並びにそれに関連して設けら
れる電流制御器３７等の出力段をも含む回路も調節制御
器に属するものと考えられる。上述したように、調節制
御器は通常Ｉ（積分）成分を有するので、調節制御器が
機能している場合には、制御器出力に制御偏差が存在し
ている時、その偏差を補償するように、最大可能位置、
すなわち限界位置まで動作が行われる。この場合、偏差
の方向、並びに制御器の限界値における方向は、それぞ
れ互いに所定のものに定められる。このような構成、並
びに制御器は、限界位置まで動作することにより制御偏
差が存在し、その制御偏差が所定時間継続する場合、調
節制御器出力が所定の限界値にあるか否かを確かめるこ
とが可能であることにより、調節制御器、並びに場合に
よってはその後段に続く回路の動作を検査することが可
能になる。調節制御器出力が所定の限界値に達しないよ
うな場合には、補助調節制御器６６に切り換えられる。

これに関連して、第６図には入力端子６７ａを介して入
力される制御偏差、並びに入力端子６７ｂを介して入力
される制御器出力を比較する比較装置６７が設けられる
。

加算点６８には、メインコンピュータからコントロール
ロッドの目標値ＲＷ　ｓ並びにコントロールロッドの位
置センサから得られるコントロールロッドの実際値ＲＷ
ｉが入力され、この加算点から制御偏差が導かれる。所
定の時間でか経過した後、制御器の出力信号が所定の限
界値に対応していないことが確かめられた場合、比較器
はスイッチ６９を介して補助調節制御器６６に切り換え
を行い、それによりこれまでの目標値ＲＷｓ（リード線
７０を介して供給される）で処理を続けるか、リード線
７１を介して緊急走行装置から得られる所定の目標値Ｒ
Ｗ　ｎに従って制御を行う。正規の調節制御器３６が故
障した場合、ＲＷ　ｎにょる制御を行う場合、完全に緊
急走行系に切り換えられることを意味し、それによって
論理構成が簡単なものとなる。

上述したような切り換えは１回だけ生じる外乱によって
も行われ、また正規の調節制御器３６の機能に障害が発
生しておらず、またさらに障害が発生するようなことが
ないような場合でも、上述したような手段では、緊急走
行運転から戻すことが不可能であるので、本発明では故
障と判別された調節制御器３６の目標値入力端子に一定
の目標値が入力される。この切り換えは、同様に比較装
置６７の出力から得られる信号により切り換えスイッチ
７２を動作することによって行われ３．この場合、一定
の目標値は好ましくは正常運転時の値の平均値が選ばれ
る。またこの場合、比較装置６７により正規の調節制御
器３６の出力信号が監視される。

この補助調節制御器６６により、走行時目標値がＲＷｓ
あるいはＲＷ　ｎで動作されるので、正規の調節制御器
３６は必然的に固定目標値に対して正あるいは負の制御
偏差を有する。調節制御器３６の機能が再び回復した場
合には、交互に一方あるいは他方の限界値が選ばれるこ
とになる。

また、複数の限界値を定め、それを比較装置６７によっ
て各限界値に達したか否かを検出し、その後再び正規の
機能に切り換えることができるので、緊急走行機能から
再び離れ、また緊急走行機能に再び入るようにすること
が可能になる。

上述した各実施例において、安全緊急走行制御系に切り
換えるとき、内燃機関を停止させるようにすることもで
きることはもちろんである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、安全処置を講じ
るような場合、内燃機関並びに走行駆動系に支障をきた
さない緊急走行用の噴射量に切り換えられるので、制御
を行うメインコンピュータから得られる噴射量信号が誤
差を含んだような場合でも、顕著なトルク変動を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略構成を示すブロック図、第２
図は安全緊急走行用の装置の概略構成を示すブロック図
、第３図はヒステリシス特性を持った緊急走行用の移動
量特性を示す特性図、第４図は安全処置により燃料を減
少させる装置の構成を示す回路図、第５図は安全処置を
講じる場合の噴射量の変化特性を示した特性図、第６図
は本発明の他の実施例を示すブロック図である。 １０・・・内燃機関　　　１１・・・吸気管■？・・・
排気管　　　　１３・・・燃料噴射ポンプ１４・・・噴
射弁　　　　１６・・・噴射開始センサ１７・・・回転
数信号検出処理回路 １８・・・回転数センサ 代理人　　弁理士　加　　藤　　　卓 Ｌ　　　　　　　　　　　　　　Ｌ α） Ｄ 匡

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内燃機関の運転状態を示す信号を常時検出処理して
   システム監視を行う自己着火式内燃機関の安全緊急走行
   方法において、コントロールロッド移動量の実際値が所
   定の最小移動量の値より大きくなった時、調節制御を最
   小移動量の特性値に従って制御を行う緊急走行制御系に
   切り換えることを特徴とする自己着火式内燃機関の安全
   緊急走行方法。 ２）緊急走行を決める回転数に関係した最小移動量の値
   を発生させる最小特性値発生回路に、アクセルペダル位
   置センサからの信号（ＦＦＧ）を入力し、緊急走行を可
   能にするコントロールロッド移動量の目標値を得るよう
   にした特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３）緊急走行時、第２の調節制御器（３６′６６）に切
   り換え、前記目標値に従い、調節制御を行うようにした
   特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４）最小移動量特性値を発生するのに、正規の回転数セ
   ンサ（３１）からの回転数信号（Ｎ）、あるいは噴射開
   始から回転数信号を発生させるか、クランク軸回転に同
   期して検出される回転数信号を分周することによって回
   転数信号を発生させる補助回転数センサ（３１′）から
   得られる回転数信号を用いるようにした特許請求の範囲
   第１項から第３項までのいずれか１項に記載の方法。 ５）最小移動量特性値にヒステリシス特性を与え、冷寒
   始動時、付加的な始動量を発生させ、１度所定の規定回
   転数よりも大きくなった後は、通常の最小移動量特性値
   に戻すようにした特許請求の範囲第１項から第４項まで
   のいずれか１項に記載の方法。 ６）前記変形アイドリング信号（ＦＦＧ−ＬＬ＾＊）を
   発生させるのに、ブレーキ信号（ＢＳ）と車速制御信号
   （ＦＧＲ）を用いるようにした特許請求の範囲第１項か
   ら第５項までのいずれか１項に記載の方法。 ７）　メインコンピュータ（３０）に関連して設けられ
   た監視ユニット（３０ａ）によっても、調節制御を前記
   緊急走行制御系に切り換えられるようにした特許請求の
   範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記載の方法
   。 ８）　コントロールロッドの移動量センサが故障した場
   合、移動量の実際値信号に対し、シミュレーション信号
   を用いるようにした特許請求の範囲第１項から第７項ま
   でのいずれか１項に記載の方法。 ９）　制御系の切り換えに対し、変形アイドリング信号
   が現われた時セットされ、なくなった時リセットされる
   スイッチング手段（５０）を用いるようにした特許請求
   の範囲第６項または第７項に記載の方法。 １０）　前記スイッチング手段（５０）は、始動ヒステ
   リシス特性が発生した時リセットされる特許請求の範囲
   第９項に記載の方法。 １１）　内燃機関の運転状態を示す信号を常時検出処理
   してシステム監視を行う自己着火式内燃機関の安全緊急
   走行方法において、少なくとも積分動作を有する調節制
   御器の制御偏差と、調節制御器出力信号を監視し、制御
   偏差が存在し、所定の時間（τ）経過後、調節制御器の
   出力信号が所定の値に達しなかった場合、補助調節制御
   器（６６）に切り換えるようにしたことを特徴とする自
   己着火式内燃機関の安全緊急走行方法。 １２）　前記補助調節制御器に、正規の調節制御器（３
   ６）と同じコントロールロッド移動量の目標値を入力す
   るようにした特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 １３）　前記補助調節制御器（６６）に緊急走行用目標
   値（ＲＷｎ）を入力するようにした特許請求の範囲第１
   １項または第１２項に記載の方法。 １４）　補助調節制御器（６６）に切り換えた場合、正
   規の調節制御器（３６）に一定の目標値を入力して、そ
   の出力信号を常時監視し、出力信号が所定の複数の規定
   値に達した場合、正規の調節制御器（３６）が機能する
   と判断され、正常走行運転に戻すようにした特許請求の
   範囲第１１項から第１３項までのいずれか１項に記載の
   方法。 １５）　内燃機関の運転状態を示す信号を常時検出処理
   してシステム監視を行う自己着火式内燃機関の安全緊急
   走行方法において、ブレーキ信号（ＢＳ）とアクセルペ
   ダル位置信号（ＦＦＧ−ＬＬ）を監視し、アクセルペダ
   ルが最初アイドリング位置になく、後でブレーキが作動
   されるか、あるいは最初ブレーキが作動され、後でアク
   セルペダルがアイドリング位置になく、かつ車速が所定
   の最小速度よりも大きい時、アイドリング信号がない場
   合に、安全手段を講ずるようにした自己着火式内燃機関
   の安全緊急走行方法。 １８）　安全手段を講ずる場合、所定の待機時間（Ｔｗ
   ）が経過した後、噴射量を所定の勾配で減少させ、安全
   回転数（Ｎｓ）に制御するようにした特許請求の範囲第
   １５項に記載の方法。 １７）　安全手段を解除する場合、噴射量を所定の勾配
   で通常の噴射量まで増大させるようにした特許請求の範
   囲第１５項または第１６項に記載の方法。 １８）　内燃機関の運転状態を示す信号を常時検出処理
   してシステム監視を行う自己着火式内燃機関の安全緊急
   走行装置において、 コントロールロッド移動量の最小特性値を回転数に関係
   させて発生させる最小特性値発生回路（４４）と、 最小特性値発生回路からの出力信号を目標値としてコン
   トロールロッドの移動量を制御する制御器（３６，３６
   ′，６６）を設け、 変形アイドリング信号が発生するとともに、コントロー
   ルロッド移動量の実際値が前記最小移動量の値よりも大
   きくなった時、調節制御を最小移動量の特性値に従って
   制御を行う緊急走行制御系に切り換えるようにしたこと
   を特徴とする自己着火式内燃機関の安全緊急走行装置。 １９）　前記調節制御器の後段に、電流調節器（３７）
   、操作機器（３８）を接続するようにした特許請求の範
   囲第１８項に記載の装置。 ２０）　前記最小特性値発生回路（４４）に、アクセル
   ペダル位置に関する信号を入力し、任意の移動量目標値
   に制御できるようにした特許請求の範囲第１８項または
   第１９項に記載の装置。 ２１）　前記最小特性値発生回路に始動ヒステリシス回
   路（４２）を接続し、所定の規定回転数より大きくなる
   まで、前記最小特性値を増量の方向に変位させるように
   した特許請求の範囲第１８項から第２０項までのいずれ
   か１項に記載の装置。 ２２）　少なくとも１つの補助回転数センサ（３１′）
   を設け、そこから得られる回転数信号を前記最小特性値
   発生回路（４４）、過剰回転数保護回路（６１）、並び
   に始動ヒステリシス回路（５２）に入力するようにした
   特許請求の範囲第１８項から第２１項までのいずれか１
   項に記載の装置。 ２３）　ブレーキ信号、車速制御信号（ＦＧＲ）、並び
   にアイドリング信号（ＦＦＧ−ＬＬ）に基づき、変形ア
   イドリング信号（ＬＬ＾＊）を形成する回路を設けるよ
   うにした特許請求の範囲第１８項から第２２項までのい
   ずれか１項に記載の装置。 ２４）　前記変形アイドリング信号を発生させる回路は
   、ブレーキ信号（ＢＳ）と車速制御信号（ＦＧＲ）が入
   力される第１のアンドゲート（４６）と、アイドリング
   信号と車速制御信号が入力される第２のアンドゲート（
   ４６ｂ）と、両アンドゲートの出力が入力され、変形ア
   イドリング信号（ＬＬ＾＊）を発生させるオア回路（４
   ７）と、前記変形アイドリング信号が入力されるアンド
   ゲート（４８）から成り、前記アンドゲート（４８）の
   他方の入力端子に移動量の実際値と移動量の最小値の比
   較により得られた信号が入力される特許請求の範囲第２
   ３項に記載の装置。 ２５）　前記アンドゲート（４８）の出力を遅延回路（
   ４９）を介してフリップフロップ（５０）に入力し、そ
   のフリップフロップの出力信号により調節制御系を緊急
   走行用の制御系に切り換えるようにした特許請求の範囲
   第２３項または第２４項に記載の装置。 ２８）　前記フリップフロップ（５０）の出力信号をメ
   インコンピュータ（３０）に入力するようにした特許請
   求の範囲第２５項に記載の装置。 ２７）　メインコンピュータ（３０）に監視ユニット（
   ３０ａ）を設け、その出力信号によっても調節制御を前
   記緊急走行制御系に切り換えるようにした特許請求の範
   囲第１８項から第２６項までのいずれか１項に記載の装
   置。 ２８）　始動ヒステリシス回路（５２）の出力をオアゲ
   ート（５１）を介しフリップフロップ （５０）に入力し、始動ヒステリシス条件が発生した場
   合、フリップフロップ（５０）をリセットさせ、緊急走
   行運転から通常の運転に切り換えるようにした特許請求
   の範囲第２５項から第２７項までのいずれか１項に記載
   の装置。 ２９）　コントロールロッド移動量センサを監視する判
   別回路（５８）を設け、移動量センサが故障した場合、
   調節制御器に移動量センサの実際値に関するシミュレー
   ション信号（ＲＷｉ＾＊）を入力させるようにした特許
   請求の範囲第１８項から第２８項までのいずれか１項に
   記載の装置。 ３０）　内燃機関の運転状態を示す信号を常時検出処理
   してシステム監視を行う自己着火式内燃機関の安全緊急
   走行装置において、正常運転用の積分動作を行う調節制
   御器（３６）に入力される制御偏差と、この調節制御器
   の出力信号を監視する比較回路（６７）を設け、正常運
   転用の調節制御器（３６）に所定時間（τ）制御偏差が
   発生し、制御器出力が所定の限界値に達しない場合には
   、緊急走行用の調節制御器（６６）に切り換えることを
   特徴とする自己着火式内燃機関の安全緊急走行装置。 ３１）　緊急走行用の調節制御器に切り換えた場合、正
   常運転用調節制御器（３６）に一定の目標値を入力し、
   制御器出力信号を常時監視して、正常運転用の調節制御
   器（３６）の出力に所定の限界位置に対応する信号が現
   われた場合、正常運転に切り換えるようにした特許請求
   の範囲第３０項に記載の装置。 ３２）　緊急走行用の調節制御器（６６）に切り換えた
   場合、この調節制御器に緊急走行用の目標値を入力する
   ようにした特許請求の範囲第３０項または第３１項に記
   載の装置。 ３３）　内燃機関の運転状態を示す信号を常時検出処理
   してシステム監視を行う自己着火式内燃機関の安全緊急
   走行装置において、ブレーキ信号とアクセルペダル位置
   信号を検出する回路（６２，６３）を設け、ブレーキペ
   ダル並びにアクセルペダルが同時に操作され、時間的に
   前後してブレーキ信号並びにアクセルペダル操作信号が
   現われた場合、安全手段を講ずるようにしたことを特徴
   とする自己着火式内燃機関の安全緊急走行装置。 ３４）　安全手段を作動させる信号を発生させるアンド
   ゲート（６４）を設け、その一方の入力端子にアクセル
   ペダルがアイドリング位置にないことを示す信号を入力
   し、他方の入力端子に前記回路（６２，６３）からの信
   号を入力し、所定の待機時間（Ｔｗ）が経過した後、噴
   射量を所定の安全回転数になるまで減少させ、安全手段
   を解除する場合、噴射量を再び通常の噴射量に増大させ
   るようにした特許請求の範囲第３３項に記載の装置。