JPS588263A - 燃料噴射系の作動状態検出方法 - 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】 本発駒は燃料噴射系の作動状態検出方法に関する。

鈎えば、、ディーセル機関の燃料噴射系は第１図に示さ
ｎるように、燃料ポンプ（１）、高圧１１（ｌハ燃料噴
射弁（至）などの要素から構成される。カム（図示せず
）によって駆動される燃料ポンプ中のプランジャ０Ｊが
上昇（矢印Ｘ方向）を開始すると、ブラシジャ室（６）
内の燃料油は急速圧縮さｎ、吐出弁（６）を押し上げて
高圧管中を通って燃料噴射弁（３）に到達する。プラン
ジャ（４〕が更に上昇すると、それと共に系内の圧力が
上昇し、その圧力が燃料噴射弁（２）のばね（１）の付
勢力に打ち勝つとニードル俤）が上昇〔矢印Ｘ方向〕を
始め、加圧燃料油が噴孔呻）から噴出して燃料噴射が開
始さｎる。そしてプランジャ〔）が更に上昇する開は燃
料噴射が続くが。

プランジャ（４）の切欠部■が燃料供給孔軸に達すると
、系内の燃料油は逆流を始め、系内の圧力は急速に低下
してニードル（嚇が降下し、燃料噴射が終了する。

従来、このような燃料噴射系の作動状態を調べるために
は、高圧管（！Ｊの継手部のねじを取り外して内部に圧
力検出器を取り付けるなどの加工作業が必要であって、
完成品の作動を各製品毎に勉時間でチェックするξとに
適したものでない。

ところで、仁のような燃料噴射系にあっては燃料噴射の
開始と共に燃料油の急激な流動が起こり。

それと共に燃料噴射系からは一動、音響の信号が発せら
ｎており、これらの信号と高圧管（７）内の圧力との間
には一定の関係があることが確認さｎた。

そこで本発明はこの信号を処理して得らｎる抽出信号に
含まｎる所定のピーク信号の発生時期または所定ピーク
信号相互間の関係を予め求めらｎた標準燃料噴射系の場
合の前記所定ピーク信号の発生時期または所定ピーク信
号相互向の関係と比較して作動状態を判定することを特
徴とするものであって、以下本発明の具体的な一実施例
を図面に基づいて説明する。

ｍ２図は６気筒デイーゼルエンジンのｍ料噴射系の外観
を示し、前述のように燃料ポンプ（υ、高圧管働、燃料
噴射゛弁（３）などから構成さｎ、特定−リンダの燃料
噴射弁（勢には第８図に示す加速度セン−ＩＩ）−が装
着されている。曽は高圧管（！）の結合ナツト、ｏ４は
取付面に対向す゛る永久磁石、（至）は永久磁石−の裏
面側に貼附さｎた圧電素子、ＩＩは圧電素子鱒を保護す
るケース、轡は結合ナツト轡への装着を確実にするため
の押えばね、＠は圧電素子員のリード線である。

第４図は上記加速度センサ（ロ）出力信号を入力とする
作動時期検出装置を示し、＠は加速度センサ（２）出力
信号が入力さｔ′Ｌる入力端子、−は第ｌのゲイン切換
信号■によってゲインが切換えられる高入力インピーダ
ンスの増幅器で、後段とのマツチングをとっているＣ（
２）は抽出同波数が第１のカットオフ周波数切換信号−
によって切換えられる特徴抽出フィルタで、バイパス。

フィルタ、バンド／ｆスフイルタまたはローパスフィル
タが用いらｎる。

■は第２のゲイン切換信号−によってゲインが切換えら
しるレベル変換増−器で、特徴抽出フィルター出力にあ
られｎる信号の特徴を更に強調するために信号レベルを
高める。曽は絶対値回路で、基準レベルを中心として正
方向と負方向にわたって発生する加速度センサーの検出
処理信号を両波整流して片振幅の信号とする。鋤は包路
線検波回路で、検波部と検波信号を平滑する低蝉通過フ
ィルタ部とから成り、被試験エンジンの回転数に応じて
低域通過フィルタ部の高域カットオフ周波数を第２のカ
ットオフ局波数切換信号−で切換えて抽出した特徴成分
を損わないよう構成さｎている。

輪はＣＰＵで１ｇＬ試験装置の機種と回転検出信号■に
応じて増幅器−とレベル増ＩＩＡ器（財）とのゲインと
特徴抽出フィルタ（２）のカットオフ周波数などを予め
メセリ輔に蕾込ｔｏているものへの変更を指示し、かつ
包路線検波回路−出力をデジタル変換してＤＭＡ方式で
躬記メモリーに一旦書込んでから所定の処理を施す。な
お、ここで云う所定の処理とは１例えばメモリーから被
試験装置１サイクル毎の特定シリンダの信号を−み出し
、ミオ１を平均化した信号から作動の良否を判定して出
力装置としての表示装置ｌ轡に表示することである。

第６図は前記特定シリンダの燃料噴射弁（８）の側面を
示し、−は弁本体、員は弁本体■の入日側に位置する袋
す÷トで、弁本体−に前記高圧管（幻−一゛を接続する
。■は弁本体に）の出口側に位置するリテイニングナッ
トである。＠Ｓ図ピバ切は加速度センサーの取付画用が
第６図に■で示すリテイニングナーット（２）位置に取
付け、開弁圧力を順次変化させて計測した時の前記多数
サイクル平均化信号のうちの前記特定シ４リングの噴射
路り時期！　（＠６図参照〕の後のクランク角度で約５
０＝の期間の変化で、０）は回転数が丁ＩＪｒｐｍ、（
ロ）が１４０Ｏｒｐｍの場合である。また（イ）（噂は
共に特徴抽出フィルタ四のカットオフ周波数ｆｃが５ｏ
ｉｉｚのバイパスフィルタである。第７因（イ）（ロ）
と第８図ｆ４）＜ｄ）は加速度センサ斡取付箇所をそれ
ぞれ第や図に扉、鳳で示す弁本体（２）、−袋ナツト−
位置に変更した他は特徴抽出フ４に’ｌ■および回転数
は”第曝図と同じである。

＠９図は加速度センサ四の取付部所が第６図の場合と同
じリテイニングナットーで１回転数１４０゜ｒｐｍ＋、
特徴抽出フィルターとして１ｃｍ８０ＫＭＺ　　のバイ
パスフィルタを用いた場合の多数サイクｌ均化信号波形
で、第６図（りと゛比較してｆｃの切換えによって抽出
波形が変わることがわかる。

第１１ｔｌＡ〜第９図の何ｎの場合も同様であるが。

その波形の特徴を見やすい第７図−ンの場合を例に挙げ
て、以下１作動の良否の判定方法を説明する。

第７崗（ロ）を見ると、仮想線ムで示す信号波形の立ち
上がり時期は開弁圧力変化にかかわらずほぼ一定してい
るにもかかわらず０Ｍ着な２つのピーク（ｂ）（りの発
生時期は仮想線（２）（ｑのように開弁圧力が低下する
につれて後退し、またｇつのピーク（ｂ）（りの鵬ＩＩ
Ｉも開弁圧力の低下につｎて広（なっていることがわか
る。

第１・図は良否判定に必要な信１号要部を抜き出したも
ので、立ち上がり時期と顕著な２つのピーク信号−）（
Ｃ）との間隔をＬｌ、　Ｌ、　、ピーク信号（ｂ）と（
り相亙閤罷をＬｌ、ピーク信号−）（Ｃ）のレベルをｖ
ｌ、　ｖ、とすると、霧弁圧力変化に働少てレベル−と
ｖ８との振幅比（’ｌ’ｖ、）は１１１１１図のように
開弁圧力が高くなるにつｎて減少し、−馬−、Ｌｌ　、
　ＬｓＬｔｊｌｌ！ｍｅヨうに開弁圧力が高くなるにつ
ｎで短く詰ってくることがわかる。良否や判定はこのよ
うなピーク信号（ｈ）（りの発生時期またはピーク信号
（ｂ）（＠）の相互間の関係を標準燃料噴射系の場合の
ものと個々に比較するξとによって■龍である。

＠ｘｓ＠はｃｒｙ　＊の処畷の一例を示す、被試験装メ
モリ■に取り込んだデータから判定に必要な前記第１０
ｒｊＡのような多数サイクル平均化信号の要部を抜き出
しくａ−１）　、次いで（ａ−１）で抜き出した信号要
部から立ち上が秒時期２の時Ｎｔｏを読み取る（ａ−１
）。そして（ａ−１）で抜き出した信号要部から、ピー
クのレベルが最大の信号（最大ピーク）が発生する時刻
ｔ１とその最大ピークのレベルｖｐｔ＋読み取りＣｍ　
−８３、更に（ａ−１）で抜き出した信号要部からピー
クのレベルが２番目に高い信号（ｌｉ・ｚ番目ノヒーク
）の発生する時刻ｔ！とそのレベルｖｐ。

を読み取るムー礁〕、ムー２〕〜（ｍ−４）の読み取り
が完了すると１次いで時刻ｔ１と１９とを比較して最大
ピークと第２番目のピークの何口が先行しているかを判
定（ａ−５）する、第７因−）においては開弁圧力が９
０ｋｇｆ／ｃ−とｌＩｏｋｇｆ／ｃ−の−付近で最大ピ
ークと第２番目のピークの発生時期が入ｎ替わり。

そｎ以上の範ｓＨでは最大ピークがＪＩ２番目のピーク
よりも先行して発生し、そｎよりも低い範囲りでは第２
番目のピークが最大ピークよりも先行して発生している
。従って、　　（ａ−５）の判定結果に基づいて、ＩＩ
記範囲Ｈ（ｔ１≦１．）の場合には（ａ−６）で〔易−
２〕と〔畠−３〕と（ｍ−４）の読み取り結果をもとに
Ｌ１＊　１４　ｅ振幅比、−０変化率の算出を実行し、
前記範囲Ｌ　（ｔ、＞　ｔｌ）　　の場合には（ｍ−７
）において同様の算出を実行する。そして（ａ−５）に
続いて（ａ−１り又は（ａ−７）の算出が完了すると、
メモリーから続み出した標準燃料噴射系の標準のＬｌ“
と（ａ−４）又は（ａ−７）の算出によって得らｎた被
試験装置のＬｌとを比較して正常か異常かを判定して、
正常と判定さｎた場合にはｌｉｔのレジスタをインクリ
メント（ａ−９）Ｌ／、異常と判定さｎた場合には第２
のレジスタをインクリメン）（ａ−１０）Ｌ／、（ａ−
９）又は（−一１０）の実行が完了すると、（ｍ−６〕
又は（ａ−７）で算出シた全項目についてら一８〕の実
行が完了したかを判定（ｍ−１１）する、こ仁ではＬｌ
についての比較しか完了していないため再び（ｍ−８）
にもどって標準の−と試験装置の−との比較をして次い
で（ａ−１）又１！（ａ−１０）で第１又は第２のレジ
スタをインクリメントして（ａ−１１）に達し、以下同
様に振幅比、−０変化率について標準値と比較して第１
又は第２のレジスタをインクリメントする。全項目の標
準値との比較が完了すると、　（ａ−１１）に次いでｊ
ｌｌのレジス名の内容Ｎ１と第２のレジスタの内容へと
の比較を実行（ｍ−１２）　Ｌ／　、　（ａ−１ｆｆｉ
）で正常と判定された場合にはＣＰＵ　＠から前記表示
装置−に「正常」表示の信号を出力して「正常」表示を
実行〔・−１８〕させ。

（ａ−１りで異常と判定さｎた場合にはＣＰＵ−から表
示装置１（２）に「異常」表示の信号を出力して「異常
」表示を実行Ｃｍ　−１４３させる。以上第１８図のフ
ローはＣＰＵ　＠の動作の所定のルーチンに介装置ｆ″
Ｌでいる。

このように構成したため、被試験装置の外部所定箇所に
加速度センサ曽を装着して、ＣＰＵ＠に被試験装置の機
種等を入力すると被試験装置を実動作させて表示装置−
を確認するのみで短時間で良否を判定でき、燃料弁切れ
不良や油ａｌｔ′Ｌなども同様に検出できる。

なお上記実施例では（ａ−１）で多数サイクル平均化信
号について〔−−６〕又は（ａ−７）の算出を実行して
（ａ−８）で比較したが、これは平均化しない信号ごと
に（ａ−＠）又は〔・−７〕の算出ならびに（１−魯〕
の比較ならびにＣｍ−１）又は（ａ−１０）を実行して
多数サイクル盛こついての比較が完了した時点で各サイ
クルにおける第１のレジスタの内容Ｎ、と第２のレジス
タの内容−のそｎぞｎの平均値を算出して〔暑−１２３
を実行しても同様の結果が得らｆＬる。

また上記実施例では最大ピークと第２＃目のピークの場
合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでは
な（２つのピーク発生時期、ｚつのピーク相互的の関係
から良否を判定できる。また、〔畠−２〕〜ムー４〕で
は時期を時刻１ｏ、１１．−として、取り扱ったが、こ
ｎはクランク角度であっても同様である。

以上説−のように本発明の作動状１ｍ＠出方法によると
、短時間でしかも僅かの労力によって実動作状態で燃料
噴射系の作動状態を検出でき、被試験装置にチェックの
ために特別な加工や分解等を施すことを強いら０ないた
め、完成品ごとの作動状態のチェックに適したものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１−図はティーゼル機関の燃料噴射系の概略断面図、
＠２図〜＠１８図は本発明の具体的な一実施例を示し、
第２図はティー（ル自動寧エンジンの要部外観図、第１
図は加速度センサの構成因、第４８は作動状態検出ｆ！
亀の構成図、亀６図は燃料噴射弁の糊面図、＄６図〜第
９図は翻弁圧カ変化に伴う検出信号変化の説明内、第１
０図は要部信号波形図、５１１１図と第１！図は開弁圧
力変化に伴う検出信号ピークの振幅比変化と発生時刻変
化の説明図　＠ｉｓ図はＣＰＵの要部フローチャート内
である。 （１）−燃料ボンブ、（！Ｊ−・高圧管、（３Ｊ−燃料
噴射弁。 （２）−・加速度センサ、ｅａ・・・特徴抽出フィルタ
　ｍ・・・絶対値−路、ｍ・・・包絡線検波１路、＠−
ＣＦ’ｌＪ、ｌｌ−１同転検出信８．＠−メモリ、■−
・表示装置代理人　森本義弘 第７図 第ｎ図 Ｉ＠ Ｍ＃１Ｌ７７　ｕｆ／ｃ＊ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ　ｌ試験燃料噴射系の外部に装着された振動もしくは
   音響検出センサの出力信号を処理して作励状麹に対応し
   たピーク信号を含んだ信号を抽出し、Ｃの抽出信号のう
   ちの所定のピーク信号の発生時期または所定のピーク信
   号相互−の鉤係を予め求められた標準燃料噴射系の場合
   の前記所定のピークの発生時期または前記所定のピーク
   信号相互間の陽像と比較して作動状態を判定することを
   特徴とする燃料噴射系の作動状態検出方法。