JPH01224436A - 内燃機関の安全停止装置を監視する方法及び装置 - 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】 法及び装置に係り、さらに詳細には燃料調節アクチュエ
ータを制御する電子ディーゼル制御装置（ＥＤＣとも呼
ばれる）を有し、障害が発生した場合に電磁安全遮断弁
として形成された安全停止装置によってエンジンへの燃
料供給が遮断される内燃機関、特にディーゼルエンジン
の付加的な安全停止装置を監視する方法とこの方法を実
施する装置に関するものである。

［従来の技術］ ディーゼルエンジンの公知の燃料噴射ポンプ（ドイツ特
許公開公報第２９４５４８４号）においては、燃料噴射
ポンプのハウジング内に配置されたポンプピストンは往
復移動されると同時に回転される。このときに燃料は吸
引室を形成する噴射ポンプのハウジング内部からピスト
ンへ流れる。燃料はそこからそれぞれ調節量に従ってデ
ィーゼルエンジンのシリンダへ連通する圧力導管へ達す
る。吸引室とポンプピストンの供給管とを接続する接続
管内に安全装置が配置されており、この安全装置は所定
の安全条件を越えた場合に吸引室からポンプピストンへ
それ以上燃料を供給することを中断するものである。例
えばアクセルペダルによって作動される調節レバーがア
イドリンク位置にあり、しかも燃料噴射ポンプのハウジ
ング内のポンプ圧力がアイドリンク状態より高い回転数
になっている場合に、この種□の安全条件を上回ること
になる。

他の公知の、特にディーゼルエンジンの燃料噴射システ
ムの非常制御装置（ドイツ特許公開公報第３２３８１９
１号）の場合には、燃料供給制御装置を有する信号処理
装置と並んで手動あるいは自動で作動できる非常制御系
が設けられている。この非常制御系には少なくとも過給
圧調整器が設けられ、かつその過給圧調整器の出力信号
は障害検出回路によって障害が検出された場合には、内
燃機関の駆動に最低必要な燃料供給量に対応した値に切
り替えられる。他の運転条件を参照するために、非常制
御系に最小値選択回路を設けることも可能である。

ドイツ特許公開公報第１９６２５７０号によれば、ディ
ーゼルエンジンの燃料噴射システムに使用する噴射量制
御部材を調節する調節装置が記載されており、この調節
装置は障害が発生した場合に作動され、例えば制御回路
自体あるいはいずれかのセンサからのリード線が遮断さ
れ、その結果として噴射量制御部材がより少ない噴射量
を噴射するように調節される。この場合に、このように
供給する燃料の量を少なくする方向へ調節が行われる制
御方法においては、内燃機関の出力が減少されて例えば
路面が悪い場合には運転を維持できなくなる慣れがある
、という問題が生じる。

自己着火式内燃機関すなわちディーゼルエンジンの運転
を電子制御するために、電気信号によって作動される電
気的なアクチュエータを使用することが一般に知られて
いる（ドイツ特許公開公報第３５３１１９８号を参照）
が、この場合には機械的な燃料制御装置及び制御装置の
代わりに中央制御装置（ＳＧ）を用いて必要な調節信号
を発生している。ディーゼルエンジンの機械的な燃料制
御システムはエラーがないという点では確実であるが、
場合によっては多数の異なる運転条件や環境の影響を考
慮する能力に乏しい。

電子ディーゼル制御装置（ＥＤＣ）と電子的な要素とを
組み合わせて使用する場合には、個々のユニットが故障
を識別でき、場合によっては故障を除去する能力を有し
ている場合でも、広範な安全手段、監視手段及び非常走
行手段を設けることが好ましい。

従って自己着火式内燃機関の安全装置においてはさらに
、例えばアクセルペダル位置、演算されたコントロール
ロッドの目標値、回転数、プレー　５キベダル位置等内
燃機関の運転パラメータに関する所定の信号を連続的に
検出して、電子ディーゼル制御装置の制御器へ供給する
ことが知られている（ドイツ特許公開公報第３３０１７
４２号を参照）。

この運転パラメータにより補正されたコントロールロッ
ドの目標値は同時に、フィードバックされたコントロー
ルロッドの実際値と比較され制御偏差を決定するのにも
使用される。所定の限界値を越えた場合には、公知の安
全装置は燃料噴射ポンプを停止させ、アクチュエータの
出力段の電流を遮断しあるいは非常走行運転を開始する
。しかしこの公知の安全装置においては問題が発生する
場合がある。というのは安全条件を考える場合に、起こ
り得るすべての周辺条件を参照できるわけではないから
である。すなわちアクセルペダルをアイドリングに切り
換えることによってアイドリンク信号は得られるが、こ
れは例えば内燃機関に走行速度調節器が設けられている
場合には当てはまらない。さらに、例えばレースの場合
や、高速で走っていて後続のドライバーから警告があっ
た場合、ドライバーはブレーキペダルを短時間操作する
か、あるいはわずかに踏むだけであり、しかもこのとき
アクセルペダルは踏み込まれたままになっており、従っ
てアイドリンク位置には来ていないということも考えら
れる。

［発明が解決しようとする課題］ 内燃機関に付加的な（冗長的な）安全停止装置としての
電磁安全遮断弁（ＥＬＡＢ）を設けて、障害が発生した
場合に最終的には燃料の供給を遮断し、それによって走
り続けるのを阻止するような装置において、本発明は電
磁安全遮断弁自体の正確な機能を連続的に監視できるよ
うにすることを目的としている。

通常運転においては電子ディーゼル制御装置は、燃料調
節アクチュエータに障害があると制御器において制御偏
差が存在し続けるので、燃料調節アクチュエータに障害
があることを検出することができる。すると電子ディー
ゼル制御装置は然るべき安全論理回路を介して電磁安全
遮断弁により燃料の供給を遮断する。従って電磁安全遮
断弁は安全手段として、燃料調節アクチュエータが動作
しな（なった場合あるいは例えば電子ディーゼル制御装
置において出力段が故障した場合にエンジンを停止させ
ることができる。従って電磁安全遮断弁の持つ意味を考
えると電磁安全遮断弁を連続的に監視することが必要で
ある。もちろんこの場合には、電磁安全遮断弁自体は他
のすべての要素及びシステムと同様に燃料供給量制御装
置の一部であって、従って電磁安全遮断弁の機能だけを
別に試験することはできないという困難もある。

電磁安全遮断弁の機能はエンジンを停止させることだけ
に向けられている。従って電磁安全遮断弁を時間的に制
御し、すなわち自動車が通常運転されている場合に所定
の時間間隔で電磁安全遮断弁の機能を検査する必要性あ
るいは可能性は走行安全性の見地からは当然有り得ない
。というのはこの検査そのものがエンジンの停止につな
がるからである。

電磁安全遮断弁の障害はドライバーにも検知することが
できない。というのは電源供給を遮断した場合には障害
が発生しているかもしれない電磁安全遮断弁に電流が流
れなくなるだけでなく、燃料調節アクチュエータ及び他
の構成要素への電源供給も遮断されて、電流が流れな（
なるからである。さらにこのようなシステムを搭載した
自動車のドライバーあるいは利用者が連続的に電磁安全
遮断弁専に注意を払うことも、あるいは自動車の燃料供
給量制御の所定の安全要素の試験にだけ心を傾けるとい
うことも期待できないからである。

［課題を解決するための手段］ 電磁安全遮断弁の正確な機能自体を監視するという上記
の課題を解決するために、本発明によればまず燃料調節
アクチュエータを制御する電子ディーゼル制御装置（Ｓ
Ｇ）を有し、障害が発生した場合電磁安全遮断弁として
形成された安全停止装置によってエンジンへの燃料供給
が遮断される内燃機関の安全停止装置を監視する方法に
おいて、内燃機関を停止させる場合に電子ディーゼル制
御装置が同制御装置によって制御される燃料調節アクチ
ュエータと共に所定時間遅延して停止され、この停止時
に内燃機関の移行特性を観察することによって電磁安全
遮断弁（ＥＬＡＢ）の機能障害を検出する構成が採用さ
れている。

また、前記方法を実施する装置において、エンジンを停
止させる場合に燃料調節アクチュエータを含めて電子デ
ィーゼル制御装置（ＳＧ）に電流を供給する電源供給線
内に時間遅延素子を配置し、電磁安全遮断弁（ＥＬＡＢ
）の機能が正しい場合には所定の短い時間内に内燃機関
を即座に停止させ、電磁安全遮断弁（ＥＬＡＢ）の機能
に障害がある場合には前記時間遅延素子を介して所定時
間作動する電子ディーゼル制御装置によりその障害を検
出する構成が採用されている。

［作用］ 本発明によれば、電子ディーゼル制御装置（従って燃料
調節アクチュエータも含まれる）への電源供給と電磁安
全遮断弁への電源供給を分離することによって、電磁安
全遮断弁の機能試験が規則的に、かつ例えば内燃機関が
停止される場合に自動車の利用者によって強制的に行わ
れるという利点が得られる。

従って、電子ディーゼル制御装置と電磁安全遮断弁の電
源供給領域にリレーを配置して、それによって内燃機関
を停止させる場合にまず電磁安全遮断弁を停止させ、次
に所定時間遅延して電子ディーゼル制御装置（と燃料調
節アクチュエータ）を停止させるようにすることによっ
て、非常にわずかなコスト及び手間で特に簡単かつ確実
に本発明の課題を解決することができる。

電磁安全遮断弁が故障している場合その故障を検査する
ことができるようにするためには、ハードウェアで構成
する場合にはさらにアンド回路を接続し、ソフトウェア
で構成する場合にはさらにプログラムを追加するだけで
十分である。

特に故障を記憶しておく構成を有するシステムの場合に
は、検出されている電磁安全遮断弁の故障を次回の走行
時に、警告灯によりあるいは例えば燃料噴射量の減少や
最大回転数の減少など走行特性を然るべく変化させるこ
とによって、ドライバーに報告することができる。

また本発明によれば、内燃機関を停止させる場合に、電
磁安全遮断弁の機能が正しいことによって即座に停止さ
れる（回転数＝０）かあるいはその機能゛が異常な場合
電子ディーゼル制御装置が時間的に遅延して応答するこ
とを介して停止されるまでさらに回転が続行されるかと
いう２つの場合のいずれであるかが検出される。電磁安
全遮断弁に故障がある場合には所定の時間（１秒）を越
えてエンジンが回転し続けていることによって故障であ
ることの報告が行われる。

また本発明によれば、電子ディーゼル制御装置（ＳＧ）
に電流を供給する電源供給線内に配置された時間遅延素
子は自動車停止時から所定の遅延時間を経て遮断される
リレーのリレー接点として構成されている。

［実施例］ 本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。

図は本発明をハードウェアで実施する例を著しく簡略化
して示すものである。

本発明の基本的な考え方は、電子ディーゼル制御装置及
びこれに接続されている燃料調節アクチュエータへの電
源供給と電磁安全遮断弁への電源供給を分離することで
ある。電磁安全遮断弁が上述のような基本機能を有する
場合に、電源が供給されている場合には燃料供給が自由
に行われるが、電源がな（なると燃料供給が中断される
。上述した電源供給の分離によって電磁安全遮断弁を電
子ディーゼル制御装置よりも早くオフにすることができ
るので、例えば２．３秒早（電磁安全遮断弁をオフする
ことにより電磁安全遮断弁の機能が正確であるかどうか
を十分試験することができる。電磁安全遮断弁の方を早
（遮断することによって、その機能が正常な場合にはエ
ンジンは同時に停止されることになり、これは然るべき
センサを用いて検出される。もしエンジンが停止してい
ない場合には、電磁安全遮断弁の機能に障害があること
になる。

図には本発明をハードウェアで実現した場合の例が示さ
れている。しかし本発明は直接図示した実施例に限定さ
れるものではな（、この実施例は単に本発明の基本的な
作用効果を視覚化し、その場合に考えられる機能の流れ
（ハードウェア）を示しているに過ぎないことを付言し
ておく。個々の素子及び回路はアナログ技術、ディジタ
ル技術あるいはハイブリッド技術で構成することができ
、あるいはまた全部の領域あるいは一部の領域を例えば
マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ディジタ
ルあるいはアナログの論理回路などプログラム制御され
るディジタルシステムの該当する領域を用いて実施する
こともでき、従って特にプログラムの流れとして作成し
記憶することもできる。

従って以下に述べる本発明の説明は、機能の全体の流れ
及び時間的な流れを示す単なる実施例として評価される
べきであって、本発明を理解しやすくするために前述の
回路を用いて基本的な作用効果を述べるものである。

ここでは詳しく説明しないが他の多数の課題を解決する
ことのできる電子ディーゼル制御装置ＳＧには少なくと
も１つの安全論理回路ＳＬｏが設けられており、この安
全論理回路は運転条件を検出する多数のセンサからの信
号を処理することができ、安全論理処理として電磁安全
遮断弁ＥＬＡＢを介して燃料の供給を遮断する。

電子ディーゼル制御装置ＳＧの２つの入力端子Ｅ１とＥ
２は電源供給線に接続されており、入力端子Ｅ１は不図
示の燃料調節アクチュエータを含む電子ディーゼル制御
装置の回路素子群に電流を供給するのに用いられ、入力
端子Ｅ２は電磁安全遮断弁ＥＬＡＢに電流を供給するの
に用いられる。この２つの入力端子は次のように分離さ
れている。すなわち入力端子Ｅ１はリレースイッチｒを
介して電源電圧、特に電池ＵＢのプラス電圧（端子３０
　（ＫＩ２３０）とも称する）に接続されている。入力
端子Ｅ２は、自動車の走行運転の開始時に閉成され、終
了時に開放されてエンジンを停止させる適当な走行スイ
ッチＳを介して電源電圧に接続されている。この接点も
端子１５（Ｋ９１５）と称される。リレー接点は遮断時
遅延して遮断されるリレーＲＡによって切り換えられ、
入力端子Ｅ２と共に端子１５に接続されており。

従って走行スイッチＳから電流を供給される。

入力端子Ｅ２は図示の実施例においてはアンドゲートＵ
Ｇを介して電磁安全遮断弁ＥＬＡＢを作動させるのに使
用され、前記アンドゲートのもう一方の入力はすでに説
明した安全論理回路と接続されている。従って電磁安全
遮断弁ＥＬＡＢには、入力端子Ｅ２に端子１５を介して
バッテリー信号が印加され、かつ安全論理回路からも他
の回路素子が完べきに機能していることを示すハイレベ
ルの信号が印加されている場合にだけ電流が印加されて
、例えば作動された状態において弁遮断部材を引き付け
ることによって燃料供給を行わせることができる。

このような構成では次のような機能が行われる。すなわ
ち走行スイッチＳが開放され、従って端子１５からの電
源供給が遮断されると、アンドゲートＵＧを介して電磁
安全遮断弁ＥＬＡＢが遮断され、従って正しく機能して
いる場合には直ちに燃料供給が阻止される。

一方電子デイーゼル制御装置ＳＧ及びこの制御装置を有
する燃料供給量制御を行う燃料調節アクチュエータはリ
レーＲＡの遮断遅延時間（２，３秒）の開端子Ｅ１を介
して電源電圧を供給されている。電磁安全遮断弁ＥＬＡ
Ｂの遮断によってエンジンは所定の短い時間（例えば１
秒）以内で停止するので、回転数＝Ｏとなり、ニードル
移動センサからの信号（制御装置の入力信号として燃料
噴射ノズルに設けられたセンサからの信号）が消失し、
エンジンの停止が検出される。

そうでない場合、従って例えば電磁安全遮断弁が吸引さ
れ、あるいはその作動が阻止された場合には、電子ディ
ーゼル制御装置によってこの機能障害が検出される。と
いうのはエンジンは相変わらず回転しており、電磁安全
遮断弁ＥＬＡＢを介して遮断が行われないからであり、
最も簡単な場合には故障表示が行われる。

ここではリレーＲＡが遅延して開放されると、電子ディ
ーゼル制御装置は停止し、通常内燃機関は燃料調節アク
チュエータによって燃料が供給されなくなり、遮断され
るようになっている。

さらに他の実施例も可能であって、その場合には電子デ
ィーゼル制御装置に故障メモリが接続されており、それ
によれば電磁安全遮断弁の機能の障害を検出することに
よって次の走行のときに故障表示が繰り返され、ないし
はさらに燃料噴射量が減少されるか最大回転数が減少さ
れる。

走行スイッチＳを介して電流が供給される入力端子Ｅ２
（ないしは端子１５）を有し、従来の制御装置において
電磁安全遮断弁ＥＬＡＢを作動させる本発明安全論理回
路ＳＬｏの論理制御は、公知のシステムの制御装置の内
部でハードウェアあるいはソフトウェアによって実現す
ることができ、あるいはまた制御装置の外部においても
実現することができる。通常運転の場合には、燃料供給
の中断は常に燃料調節アクチュエータを介して行われる
ので、電磁安全遮断弁の機能ないし機能障害を検出する
ことができないという意味では電磁安全遮断弁は冗長な
、すなわち付加的な部材であるあるが、本発明によれば
この電磁安全遮断弁の障害ないし故障を最も簡単かつ確
実に検出することができる。

なお、以上の説明、図面及び請求の範囲に記載されてい
る諸特徴は単独でも互いに組み合わせても本発明の核心
を構成することができることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、内燃機
関に冗長的な安全停止装置としての電磁安全遮断弁を設
けて、障害が発生した場合に最終的には燃料の供給を遮
断し、それによって走り続けるのを阻止する装置におい
て、電磁安全遮断弁自体の正確な機能を連続的に監視で
き、かつ電磁安全遮断弁の故障ないし障害を最も簡単か
つ確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をハードウェアで実現する例を示す概略
的なブロック回路図である。 Ｅｌ、Ｅ２−・・入力端子 ＥＬＡＢ・・・電磁安全遮断弁 ＲＡ・・・リレー　　　Ｓ・・・走行スイッチＳ　Ｇ−
・・ディーゼル制御装置 ＳＬｏ・・・安全論理回路 ＵＧ・・・アンドゲート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃料調節アクチュエータを制御する電子ディーゼル
   制御装置（ＳＧ）を有し、障害が発生した場合電磁安全
   遮断弁として形成された安全停止装置によってエンジン
   への燃料供給が遮断される内燃機関の安全停止装置を監
   視する方法において、 内燃機関を停止させる場合に電子ディーゼル制御装置が
   同制御装置によって制御される燃料調節アクチュエータ
   と共に所定時間遅延して停止され、この停止時に内燃機
   関の移行特性を観察することによって電磁安全遮断弁（
   ＥＬＡＢ）の機能障害を検出することを特徴とする内燃
   機関の安全停止装置を監視する方法。 ２）内燃機関を停止させる場合に、電磁安全遮断弁（Ｅ
   ＬＡＢ）の機能が正しいことによって内燃機関の回転数
   が０になるかあるいは電子ディーゼル制御装置が時間的
   に遅延して遮断されるまでさらに回転が続行されるかが
   検出されて、電磁安全遮断弁に故障がある場合には所定
   の時間を越えて内燃機関が回転し続けていることによっ
   て故障の検出が行われることを特徴とする請求項第１項
   に記載の方法。 ３）前記電磁安全遮断弁（ＥＬＡＢ）の機能障害が記憶
   されて、運転パラメータを変化させることによりドライ
   バーにその障害が報告されることを特徴とする請求項第
   １項あるいは第２項に記載の方法。 ４）燃料調節アクチュエータを制御する電子ディーゼル
   制御装置（ＳＧ）を有し、障害が発生した場合電磁安全
   遮断弁として形成された安全停止装置によってエンジン
   への燃料供給が遮断される内燃機関の安全停止装置を監
   視する請求項第１項から第３項のいずれか１項に記載の
   方法を実施する安全停止装置を監視する装置において、
   エンジンを停止させる場合に燃料調節アクチュエータを
   含めて電子ディーゼル制御装置（ＳＧ）に電流を供給す
   る電源供給線内に時間遅延素子を配置し、電磁安全遮断
   弁（ＥＬＡＢ）の機能が正しい場合には所定の短い時間
   内に内燃機関を即座に停止させ、電磁安全遮断弁（ＥＬ
   ＡＢ）の機能に障害がある場合には前記時間遅延素子を
   介して所定時間作動する電子ディーゼル制御装置により
   その障害を検出することを特徴とする内燃機関の安全停
   止装置を監視する装置。 ５）前記時間遅延素子は、自動車停止時から所定の遅延
   時間を経て遮断されるリレー（ＲＡ）のリレー接点であ
   ることを特徴とする請求項第４項に記載の装置。 ６）電子ディーゼル制御装置（ＳＧ）が前記リレー（Ｒ
   Ａ）のリレー接点を介して電源電圧に接続されており、
   また電磁安全遮断弁（ＥＬＡＢ）が自動車の運転時に閉
   鎖され使用されないときに開放される走行スイッチを介
   して電源電圧に接続されていることを特徴とする請求項
   第４項あるいは第５項に記載の装置。 ７）電磁安全遮断弁（ＥＬＡＢ）は、走行スイッチ（Ｓ
   ）からの電圧供給がなされ、かつ電子ディーゼル制御装
   置（ＳＧ）の安全論理回路（ＳＬｏ）から正常信号が得
   られる場合にだけ応答することを特徴とする請求項第４
   項から第６項のいずれか１項に記載の装置。 ８）電磁安全遮断弁（ＥＬＡＢ）の作動が、安全論理回
   路（ＳＬｏ）と走行スイッチ（Ｓ）に接続された入力端
   子（Ｅ２）から信号を受けるアンドゲート（ＵＧ）の出
   力を介して行われることを特徴とする請求項第７項に記
   載の装置。