(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射をコンピュータによりフィードバック制御するシステムにおいて、
前記フィードバック制御のための制御系統の異常を検出する手段と、
前記フィードバック制御系統の異常時、前記フィードバック制御系統に代わって、前記燃料噴射制御をオープンループ制御することにより、前記内燃機関の必要最低限の運転機能を確保するリンプホーム回路手段とを備え、
前記リンプホーム回路手段は内燃機関の回転速度がその時のアクセル開度に応じて定まる最大回転数を超えないように燃料噴射量を制御することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項２】
前記リンプホーム回路手段は前記内燃機関の回転速度が所定値を超えたときに前記内燃機関への燃料供給を遮断する燃料カット手段を有することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ディーゼルエンジンのような内燃機関の燃料噴射制御システムとして、コンピュータによりコントロールスリーブ位置のフィードバック制御を行うものは知られている。このコントロールスリーブは位置調節によってインジェクションポンプからの燃料噴射量を調節するものであり、これは、エレクトリックガバナと呼ばれる電動式のサーボ機構によって移動され、このエレクトリックガバナは上記のコンピュータの制御下におかれる。
【０００３】
この種の従来のシステムでは、コンピュータの異常時や（例えば、プログラムの暴走等）、コントロールスリーブの位置検出系統の異常時や、あるいはエレクトリックガバナ等のサーボ系統の異常時などには、安全確保のためにエンジンを強制的に停止させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシステムでは、上述のような異常発生時には一律にエンジン停止となるため、安全性は十分であるが実用性に欠けるという問題がある。即ち、特に車両の場合には、異常発生時にその車両を適当な場所まで避退させるために、最低限度の走行機能を有することが実用上望ましく、しかも、その避退走行中の安全確保も十分に行われる必要がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、異常発生時にも実用上必要な最低限度のエンジン運転機能を有すると共に、そのような最低限度の運転中においても安全性を十分に確保することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関の燃料噴射をコンピュータによりフィードバック制御するシステムにおいて、フィードバック制御のための制御系統の異常を検出する手段と、フィードバック制御系統の異常時、フィードバック制御制御系統に代わって、燃料噴射制御をオープンループ制御することにより、内燃機関の必要最低限の運転機能を確保するリンプホーム回路手段とを備え、リンプホーム回路手段は内燃機関の回転速度がその時のアクセル開度に応じて定まる最大回転数を超えないように燃料噴射量を制御することを特徴とするものである。
本発明は、請求項１記載のものにおいて、リンプホーム回路手段は内燃機関の回転速度が所定値を超えたときに内燃機関への燃料供給を遮断する燃料カット手段を有することを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】
通常時は、コンピュータにより燃料噴射がフィードバック制御される。このフィードバック制御系に異常が発生したとき、例えば、ＣＰＵの異常や、フィードバックのためのセンサ系統の異常や、噴射量を調節するサーボ系統の異常等が生じたとき、このフィードバック制御系に代わってリンプホーム回路が燃料噴射をオープンループ制御する。これにより、例えば車両の場合には、その車両を適当な場所へ避退させる等の適切な措置をとるための必要最低限の運転機能が確保され、安全性が確保される。
【０００８】
【実施例】
図１は、車両用ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に適用された本発明にかかる制御システムの一実施例の構成を示す。
【０００９】
図１において、ＣＰＵ１はシステム正常時における燃料噴射制御を司るものであり、図示しないエンジンからのエンジン回転パスルＮＥ１，ＮＥ２及びアクセルからのアクセル開度信号ＡＣＣを受け、エンジンへの燃料供給を遮断するための燃料カットバルブの開閉を指示する第１燃料カットバルブ信号ＦＣＶ１と、燃料噴射量をきめるためのコントロールスリーブの目標位置を指示するスリーブ目標位置信号Ｖｓｏｌｌとを発生する。
【００１０】
また、このＣＰＵ１は、図示しないコントロールスリーブ位置検出系統や、エレクトリックガバナ等のサーボ系統の状態を監視しており、その異常を認知したときは、Ｈレベルのエラー信号ＥＲＲを発生する。さらに、このＣＰＵ１は正常に作動しているとき、一定周期の作動パルスＰＲＵＮを発生する。
【００１１】
ＣＰＵ１から出力されたスリーブ目標位置信号Ｖｓｏｌｌはサーボ回路３に入力される。サーボ回路３は、図示しないコントロールスリーブ位置センサからスリーブ実位置信号Ｖｉｓｔ  を受け、この実位置信号Ｖｉｓｔ  と目標位置信号Ｖｓｏｌｌとの偏差から、図示しないエレクトリックガバナを駆動するためのガバナ駆動パルスのデューティ比を決定し、デューティ比信号ＧＥｄｕｔｙ１を発生する。
【００１２】
ＣＰＵ１はその作動の異常を検出するためのウォッチドッグタイマ５を内蔵する。或いは、ＣＰＵ１には、ウォッチドッグタイマ７が外装される。内蔵ウォッチドッグタイマ５は、ＣＰＵ１の異常を検出するとリセット信号ＲＳＴを発生し、このリセット信号ＲＳＴはＣＰＵ１の内部リセットに用いられると共に外部出力される。或いは、外装ウォッチドッグタイマ７は、ＣＰＵ１からの作動パルスＰＲＵＮを受け、その異常（例えば、信号停止，周波数異常等）を検出するとリセット信号ＲＳＴを発生し、このリセット信号はＣＰＵ１にフィードバックされてその内部リセットに使用される。
【００１３】
ＣＰＵ１から出力される作動パルスＰＲＵＮと、内蔵又は外装ウォッチドッグタイマ５又は７から出力されるリセット信号ＲＳＴとは、スイッチセレクト回路９にも入力される。スイッチセレクト回路９は、リセット信号ＲＳＴの立下りでリセットされるフリップフロップで、セットからリセットまでの間、Ｈレベルの第１セレクト信号Ｓ１を発生する。
【００１４】
つまり、スイッチセレクト回路９は、ＣＰＵ１の異常発生から正常回復までの間、第１セレクト信号Ｓ１を発生する。
【００１５】
コントロールスリーブ位置検出系又はガバナサーボ系統の異常時にＣＰＵ１から出力されるエラー信号ＥＲＲと、ＣＰＵ１の異常時にスイッチセレクト回路９から出力される第１セレクト信号Ｓ１とは、第３ゲート１１に導かれて、その出力に第２セレクト信号Ｓ２を生じさせる。
【００１６】
即ち、コントロールスリーブ位置検出系統、ガバナサーボ系統及びＣＰＵ１のいずれかの異常時（以下、システム異常という）に、Ｈレベルの第２セレクト信号Ｓ２が発生される。
【００１７】
アナログリンプホーム回路１３は、上述したシステム異常時における燃料噴射量制御を司るもので、エンジン回転パルスＮＥ１及びアクセル開度信号ＡＣＣを受け、これに基づきエレクトリックガバナ駆動パルスのデューティ比を決定して、第２デューティ比信号ＧＥｄｕｔｙ２を発生する。また、このリンプホーム回路１３は、エンジン回転パルスＮＥ１とアクセル開度信号ＡＣＣとに基づきエンジン燃料カットバルブの開閉を決定して、第２燃料カットバルブ信号ＦＣＶ２を発生する。このリンプホーム回路１３におけるデューティ比及び燃料カットバルブの開閉の決定の仕方は後に説明する。
【００１８】
サーボ回路３から出力される第１デューティ比信号ＧＥｄｕｔｙ１と、リンプホーム回路１３から出力される第２デューティ比信号ＧＥｄｕｔｙ２とは第１切替えスイッチ１５に入力される。
【００１９】
ＣＰＵ１から出力される第１燃料カットバルブ信号ＦＣＶ１とリンプホーム回路１３から出力される第２燃料カットバルブ信号ＦＣＶ２とは、第２切替えスイッチ１７に入力される。これら第１及び第２切替えスイッチ１５，１７は第３ゲート１１からの第２セレクト信号Ｓ２によって制御され、このセレクト信号Ｓ２がローレベル（つまり、システムが正常）の時はＣＰＵ１側から与えられる信号ＧＥｄｕｔｙ１及びＦＣＶ１を選択し、セレクト信号Ｓ２がハイレベル（つまり、システムが異常）の時はリンプホーム回路１３から与えられる信号ＧＥｄｕｔｙ２及びＦＣＶ２を選択する。
【００２０】
こうして切替えスイッチ１５，１７により選択された信号は、それぞれデューティ比信号ＧＥｄｕｔｙ及び燃料カットバルブ信号ＦＣＶとして、オーバランプルーフ回路１９に入力される。
【００２１】
オーバランプルーフ回路１９は、エンジン回転パルスＮＥ１，ＮＥ２を監視し、その周波数が所定値未満である時はデュティー比信号ＧＥｄｕｔｙ及び燃料カットバルブ信号ＦＣＶに従ったエレクトリックガバナ駆動パルス及び燃料カットバルブ駆動パルスを発生し、上記回転パルスＮＥ１，ＮＥ２の周波数が所定値以上となると、エンジンのオーバランを防止するために、エレクトリックガバナ駆動パルス及び燃料カットバルブ駆動パルスを停止する。
【００２２】
以上のようにして、システム正常時にはＣＰＵ１が燃料噴射量制御を司り、システム異常時にはアナログリンプホーム回路１３が燃料噴射量制御を司る。
【００２３】
図２は、リンプホーム回路１３によるエレクトリックガバナ駆動パルスのデューティ比の決定の仕方を示す。
【００２４】
図２から分かるように、エンジン回転数ＮＥがその時のアクセル開度ＡＣＣＥＬに応じて定まる最大回転数を超えないように、デューティ比ＧＥｄｕｔｙが決定される。ここで、アクセル開度ＡＣＣＥＬに応じた最大回転数とは、各アクセル開度ＡＣＣＥＬに対応した各グラフの回転数（ＮＥ）軸切片の値であり、例えばアクセル開度ＡＣＣＥＬ＝０％での最大回転数はアイドル回転数Ｎ０であり、アクセル開度ＡＣＣＥＬ＝１００％でのそれは安全かつ走行可能な所定のエンジン回転数Ｎ１００であり、他の中間的なアクセル開度でのそれはＮ０からＮ１００の間でアクセル開度にほぼ比例するように決められる回転数である。
【００２５】
このようなデューティ比制御により、システム異常時であっても、適当な場所へ車両を避退させるための最低限度の走行機能は確保される。
【００２６】
図３は、この実施例の特徴であるところのリンプホーム回路による燃料カットバルブの開閉の決定の仕方を示す。
【００２７】
図３から分かるように、図２より定まる各アクセル開度ＡＣＣＥＬに応じた最大回転数に所定の許容超過量Ｎａを加えた回転数を境にして、それよりエンジン回転数ＮＥが低ければバルブは開とされ、高ければ閉とされる。
【００２８】
つまり、各アクセル開度ＡＣＣＥＬに応じた最大回転数よりも許容超過量Ｎａ分以上にエンジン回転数ＮＥが高くなると、燃料カットバルブが閉じられてエンジンへの燃料供給が断たれる。これによれば、避退走行中におけるエンジン回転数の過大が強制的に抑止されるので、安全性が確保される。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、システム異常時にはリンプホーム回路による制御に切替えられるため、適当な場所へ車両を避退させるための必要最低限度の運転機能が確保され、安全性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施例におけるリンプホーム回路によるエレクトリックガバナ駆動パルスのデューティ比決定の方法を示す図である。
【図３】図１の実施例におけるリンプホーム回路による燃料カットバルブの開閉の決定の方法を示す図である。
【符号の説明】
１  ＣＰＵ
９  スイッチセレクト回路
１３  アナログリンプホーム回路
１５，１７  切替えスイッチ
【図１】
0003564148.tif 000002
【図２】
0003564148.tif 000003
【図３】
0003564148.tif 000004