JPS59215965A - Detecting device of light of combustion flame in diesel engine - Google Patents

Detecting device of light of combustion flame in diesel engine

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JPS59215965A
JPS59215965A JP58089567A JP8956783A JPS59215965A JP S59215965 A JPS59215965 A JP S59215965A JP 58089567 A JP58089567 A JP 58089567A JP 8956783 A JP8956783 A JP 8956783A JP S59215965 A JPS59215965 A JP S59215965A
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JP
Japan
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light
combustion chamber
ignition timing
conductor
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP58089567A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Ikeda
慎治 池田
Tokuta Inoue
井上 悳太
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS59215965A publication Critical patent/JPS59215965A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401Controlling injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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Abstract

PURPOSE:To enable the ignition timing of fuel injected into a combustion chamber to be correctly detected so as to high accurately control an engine, by providing a conductor of light between the combustion chamber and the outside of a cylinder extending through the cylinder. CONSTITUTION:A flame sensor 8 for detecting the ignition timing of fuel injected into a combustion chamber 4 from a fuel injection valve 5 is formed from a tubular housing 9, conductor 10 of light inserted into its center hole and a detecting circuit 11 of light provided in an external end of the conductor 10 of light. The tubular housing 9 is screwed into a cylinder head 2a till the housing reaches the combustion chamber 4, in this way a point end part 10a of the conductor 10 of light is disclosed in the combustion chamber 4. Then light of combustion flame in the combustion chamber 4 is transmitted to the detecting circuit 11 of light through the conductor 10 of light here converted into an electric signal, and this electric signal is fed to an electrical control circuit 12 to detect the ignition timing. Then in accordance with the detected ignition timing, a hydraulic timer or the like in a fuel injection pump is controlled, thus the injection timing is high accurately controlled.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明はディーゼルエンジン、特に直接噴射式ディーゼ
ルエンジンの燃焼室内の燃焼光を検出する装置αに関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device α for detecting combustion light in a combustion chamber of a diesel engine, particularly a direct injection diesel engine.

[従来技術] 副室を設けないディーゼルエンジン、いわゆる直接噴射
式ディーゼルエンジンは、着火時期に敏感であるため、
最適な着火時期のタイミングを捉えないと、発煙、エミ
ッション、ノッキング、燃費あるいは出力に直ちに影響
を生じる。
[Prior art] Diesel engines without a pre-chamber, so-called direct injection diesel engines, are sensitive to ignition timing.
Failure to obtain the optimal ignition timing will immediately affect smoke, emissions, knocking, fuel efficiency, or power output.

−1− しかし、従来、ディービルエンジンの着火時期の検出は
音、圧力、渇m等を用いてもその応答性の悪さから不正
確どなり、それらのデータを用いて着火時期を精密に制
御することは回動であった。
-1- However, conventionally, detection of the ignition timing of a diesel engine has been inaccurate due to poor responsiveness even when using sound, pressure, exhaust gas, etc., and these data have been used to precisely control the ignition timing. The thing was rotation.

[発明の目的1 本発明は直接噴射式ディーゼルエンジンの着火時期を精
密に検出する装置を提供することを目的とJるものであ
る。
[Object of the Invention 1] An object of the present invention is to provide a device for precisely detecting the ignition timing of a direct injection diesel engine.

[発明の構成1 本発明の要旨とするところは、シリンダ内へ直接に燃料
を噴射することにより燃料を燃焼させるディーゼルエン
ジンのシリンダに、該シリンダを貫通して燃焼室とシリ
ンダ外部との間に導光体を設けたことを特徴とするディ
ーゼルエンジンの燃焼光検出装置にある。
[Configuration 1 of the Invention The gist of the present invention is to provide a cylinder of a diesel engine that burns fuel by injecting fuel directly into the cylinder, and to provide a structure between the combustion chamber and the outside of the cylinder by penetrating the cylinder. A combustion light detection device for a diesel engine is characterized in that a light guide is provided.

次に本発明を実施例を挙げて図面と共に説叫する。Next, the present invention will be explained using examples and drawings.

[実施例] 第1図は本発明の第1実施例を示す。[Example] FIG. 1 shows a first embodiment of the invention.

ここで1はディーげルエンジンであり、21ま円−2− 筒状のシリンダ、2aはその一部をなすシリンダヘッド
でやる。ま付、3はシリンダの内部を密着状態で1習動
上下するビス1〜ンであり、4はシリンダとピストンと
の間に設けられている燃焼室である。
Here, 1 is a diesel engine, 21 is a circular cylinder, 2 is a cylindrical cylinder, and 2a is a cylinder head forming a part of the cylinder. Reference numeral 3 designates screws 1 to 3 that move up and down in close contact with the inside of the cylinder, and 4 represents a combustion chamber provided between the cylinder and the piston.

また5は燃料噴射弁であり、シリンダ2の中心軸方向と
は直角に燃料を噴射する様に取り付IJられている。6
はシリンダヘッド2aに設けられた、吸入空気を燃焼室
4へ供給する吸気ボートであり、7は燃焼室4の排気を
外部へ排出する排気ボー1へである。
Reference numeral 5 denotes a fuel injection valve, which is mounted IJ so as to inject fuel perpendicularly to the direction of the central axis of the cylinder 2. 6
7 is an intake boat provided in the cylinder head 2a for supplying intake air to the combustion chamber 4, and 7 is an exhaust boat 1 for discharging exhaust gas from the combustion chamber 4 to the outside.

8は火炎センサであり、筒状ハウジング9どイの中心孔
に挿入されている導光体10及び導光体10の外部端に
設けられている光検出回路11とから構成されている。
Reference numeral 8 denotes a flame sensor, which is composed of a light guide 10 inserted into the center hole of a cylindrical housing 9 and a light detection circuit 11 provided at the outer end of the light guide 10.

筒状ハウジング9は燃焼室4に至るまでシリンダヘッド
2aに螺入されており、イの筒状ハウジング9の中心孔
に挿入されている導光体10の先端部10aは燃焼室4
内に露出している。導光体10には石英ガラス等の光フ
ァイバーが用いられる。この火炎センサ8は燃料噴射弁
5から噴射された燃料が燃焼室4内にて燃−3− 焼した燃焼光を、燃焼室内に露出している導光体10の
先端部10aより光を導入し、シリンダ2の外部にある
、導光体10の他端に89 c−Jられている光検出回
路11に伝達し、ここで電気信号に変換し、電子制御和
回路12に出力することにより着火時期を検出する様に
構成されている。また13はアクセル間度セン→ノであ
り、アクヒルペダル13aに連動し、その踏み込み量を
アナログ信号として電子制御80回路12へ出力してい
る。
The cylindrical housing 9 is screwed into the cylinder head 2a until it reaches the combustion chamber 4, and the tip 10a of the light guide 10 inserted into the center hole of the cylindrical housing 9 in A is connected to the combustion chamber 4.
exposed inside. For the light guide 10, an optical fiber made of quartz glass or the like is used. This flame sensor 8 introduces combustion light from the combustion of fuel injected from the fuel injection valve 5 in the combustion chamber 4 through the tip 10a of the light guide 10 exposed inside the combustion chamber. The signal is transmitted to the photodetection circuit 11 connected to the other end of the light guide 10 outside the cylinder 2, where it is converted into an electric signal and output to the electronically controlled sum circuit 12. It is configured to detect the ignition timing. Further, reference numeral 13 denotes an accelerator distance sensor, which is linked to the accelerator pedal 13a and outputs the amount of depression thereof to the electronic control 80 circuit 12 as an analog signal.

20は公知の電子制御式の分配型燃料噴射ポンプであり
、その主要部が示されている。21はJンジンにより回
転駆動されるドライブシャフト、22はドライブシャフ
ト21により駆動され燃料をポンプ室に吸引づるフィー
ドポンプ、23はカムプレート、24はカムプレー1へ
23のカムフェイスと当接するローラ24aを備え後記
タイマビス1〜ンの変位に応じて回動するローラリング
、25はシリンダ26内に挿入され、ドライブシ177
1へ21により回転駆動されるど同■4にカムブレート
23とローラ24aとの作用により往復運動を−4− するポンププランジャをそれぞれ表わしている。
20 is a known electronically controlled distribution type fuel injection pump, the main parts of which are shown. 21 is a drive shaft rotationally driven by the engine, 22 is a feed pump driven by the drive shaft 21 and sucks fuel into the pump chamber, 23 is a cam plate, and 24 is a roller 24a that contacts the cam face of 23 to the cam play 1. A roller ring 25, which rotates in response to the displacement of timer screws 1 to 2 described later, is inserted into the cylinder 26 and is connected to the drive cylinder 177.
The pump plungers 1 and 21 are rotationally driven, while the pump plungers 2 and 4 make reciprocating motions by the action of the cam plate 23 and the roller 24a.

ポンププランジャ25には軸孔25aとこれに連通ずる
スピルボーi〜25bが穿設され、スピルポート25b
位回のポンププランジャ25の外周にはスピルリング2
7が摺動自在に外嵌されている。スピルリング27はガ
バナレバー28を介してリニアソレノイド式のスピルア
クチュエータ29に連動し、その位置が電子制御装置で
演算された最適燃料噴射量に基づいて制御され、溢流時
期を調整することにより燃料噴射間が制御される。
The pump plunger 25 has a shaft hole 25a and spill ports i to 25b communicating with the shaft hole 25a, and a spill port 25b.
A spill ring 2 is attached to the outer circumference of the pump plunger 25.
7 is slidably fitted on the outside. The spill ring 27 is linked to a linear solenoid type spill actuator 29 via a governor lever 28, and its position is controlled based on the optimum fuel injection amount calculated by an electronic control device, and fuel injection is performed by adjusting the overflow timing. The interval is controlled.

30はポンププランジャ25の分配ボートから゛送られ
た燃料を燃料噴射弁5へ圧送するデリバリバルブ、31
は燃料のシリンダ26への供給を遮断する燃料遮断弁で
ある。
30 is a delivery valve that pressure-feeds the fuel sent from the distribution boat of the pump plunger 25 to the fuel injection valve 5; 31;
is a fuel cutoff valve that cuts off the supply of fuel to the cylinder 26.

32は燃料噴射時期を調整する油圧式のタイマであり、
図はその906展開した状態を示す。該タイマ32はカ
ムプレー1〜23に当接するローラリング24の円周方
向における回動をタイマピストン33の移動により、燃
料噴射時期を調整するように構成される。
32 is a hydraulic timer that adjusts the fuel injection timing;
The figure shows the 906 expanded state. The timer 32 is configured to adjust the fuel injection timing by moving a timer piston 33 through rotation in the circumferential direction of a roller ring 24 that contacts the cam plays 1 to 23.

=  5 − タイマピストン33が挿入されるシリンダ内にはタイマ
ビス1〜ン33の前後端側に高圧油室34と低圧油室3
5が形成され、低圧油室35にはコイルばね36が挿入
され、高圧油室34と低圧油室35とはタイマコントロ
ールバルブ37を配設した管路38により接続される。
= 5 - In the cylinder into which the timer piston 33 is inserted, there are a high pressure oil chamber 34 and a low pressure oil chamber 3 on the front and rear end sides of the timer screws 1 to 33.
5 is formed, a coil spring 36 is inserted into the low pressure oil chamber 35, and the high pressure oil chamber 34 and the low pressure oil chamber 35 are connected by a conduit 38 in which a timer control valve 37 is disposed.

従って、例えば20H2の制御パルス信号のデユーティ
比に応じて作動するタイマコントロールバルブ37によ
り、高圧油室34の圧油を信号のデユーティ比に基づい
て低圧油室35内へ漏洩させ、高圧油室34の油圧と低
圧油室35内の油圧及びばね力とが均衡する位置□にタ
イマビス1ヘン33の位置、即ちローラリング24の回
動位置を決めることができる。
Therefore, the timer control valve 37, which operates according to the duty ratio of the control pulse signal of 20H2, for example, causes the pressure oil in the high pressure oil chamber 34 to leak into the low pressure oil chamber 35 based on the duty ratio of the signal. The position of the timer screw 1hen 33, that is, the rotational position of the roller ring 24 can be determined at a position □ where the oil pressure in the low pressure oil chamber 35 is balanced with the oil pressure in the low pressure oil chamber 35 and the spring force.

又、39はギア40の回転速度に応じたパルス信号を出
力する電磁ピックアップ方式の回転数セン4フ、41は
スピル位置センサを表わず。
Further, 39 indicates an electromagnetic pickup type rotation speed sensor 4 which outputs a pulse signal according to the rotation speed of the gear 40, and 41 does not indicate a spill position sensor.

前記電子制御回路12は火炎センサ8、TDCセンサ1
4、アクヒル開痘センサ13、回転数セン+J39及び
スピル位置センサ41等から1qられたデータを適宜処
理し、その結果に基づきスピル−6− アクチュエータ29、燃料遮断弁31又はタイマコント
ロールバルブ37等を駆動する制御を行う。
The electronic control circuit 12 includes a flame sensor 8 and a TDC sensor 1.
4. Appropriately process the data received from the Akhil openpoise sensor 13, rotation speed sensor +J39, spill position sensor 41, etc., and operate the spill actuator 29, fuel cutoff valve 31, timer control valve 37, etc. based on the results. Perform driving control.

本実施例はこのように構成することにより、燃焼室4内
の燃焼光として着火時期を捉えることができる。
By configuring this embodiment in this way, the ignition timing can be detected as the combustion light inside the combustion chamber 4.

このため極めて正確に着火時期を実測することが可能と
なり、燃料の咄躬時期を制御して必要とする着火時期を
実現することができる。
Therefore, it becomes possible to measure the ignition timing extremely accurately, and it is possible to realize the required ignition timing by controlling the ignition timing of the fuel.

上記した火炎センサ−8の具体的構造の第1例を第2図
に示す。50は第1例の火炎センサを表わす。
A first example of the concrete structure of the above-mentioned flame sensor 8 is shown in FIG. 50 represents a flame sensor of the first example.

ここで51は筒状ハウジングであり、エンジンのシリン
ダ部分に螺着できるように、外周部に螺刻部51a及び
六角状の頭部51bが設(プられている。この筒状ハウ
ジング51の中心孔には石英ガラス等で構成されている
光ファイバー等の導光体52が挿入されており、この先
端部52aは筒状ハウジング51より突出し、レンズ状
をなして受光1)やすいよう構成されている。導光体5
2の他端にはフォトトランジスタ、フォトダイオード、
−7− 太陽電池等の光を検出し電気信号に変換でる光検出回路
53が設(Jられている。
Here, 51 is a cylindrical housing, and a threaded part 51a and a hexagonal head 51b are provided on the outer periphery so that it can be screwed onto the cylinder part of the engine. A light guide 52 such as an optical fiber made of quartz glass or the like is inserted into the hole, and its tip 52a protrudes from the cylindrical housing 51 and is shaped like a lens to facilitate light reception (1). . Light guide 5
At the other end of 2 there is a phototransistor, a photodiode,
-7- A light detection circuit 53 is provided to detect light from a solar cell or the like and convert it into an electrical signal.

このような構成の火炎センサは前記第1実施例の構成に
用いられる他、第3図の第2実施例のような構成にても
用いられる。ここで火炎センサ5o 4;Lエンジン6
1のシリンダヘッド628部分にその導光体52の先端
部52aが、ビスl〜ン63が上死点の時12、イのピ
ストンの」ニ面に陥没状態にほぼ半球状に設(〕られた
燃焼室64の中心付近に露出するように取り付けられて
いる。仙の部分、燃料噴射ポンプ20、アクセル間度廿
ン−!f 13、電子制御回に’1112等は第1実施
例と同様である。
The flame sensor having such a structure is used not only in the structure of the first embodiment, but also in the structure of the second embodiment shown in FIG. Here flame sensor 5o 4; L engine 6
The tip 52a of the light guide 52 is provided in the cylinder head 628 of No. 1 in a substantially hemispherical shape, recessed on the two sides of the piston No. 12 when the screws 1 to 63 are at the top dead center. It is attached so as to be exposed near the center of the combustion chamber 64.The side part, fuel injection pump 20, accelerator distance 13, electronic control circuit '1112, etc. are the same as in the first embodiment. It is.

ただし55は吸気ボート、56は電気ボー1〜である。However, 55 is an intake boat, and 56 is an electric boat 1~.

導光体52は筒状ハウジング51を介してシリンダヘッ
ド62aから外部へ導出したあと、光検出回路53に接
続している。燃焼室64内の光は導光体52を介して光
検出回路53に到達し、ここで電気信号となって、電子
制御回路12へ出力される。65は燃料哨用弁のノズル
であり、そこ−8− から噴剣される燃料はほぼ導光体52先端部52aに衝
突するよう配置されている。このことにより先端部52
aが燃料で洗浄されるので、カーボン粒子等で汚染され
にくくなる。
The light guide 52 is led out from the cylinder head 62a via the cylindrical housing 51 and then connected to a photodetection circuit 53. The light within the combustion chamber 64 reaches the light detection circuit 53 via the light guide 52, where it becomes an electrical signal and is output to the electronic control circuit 12. Reference numeral 65 denotes a nozzle of a fuel control valve, and the fuel sprayed from the nozzle -8- is arranged so as to almost collide with the tip 52a of the light guide 52. As a result, the tip portion 52
Since a is washed with fuel, it is less likely to be contaminated with carbon particles or the like.

本実施例は上記の如く構成されていることにJ、す、第
1実施例の効果に加えて、燃焼室64が(Jは半球形を
なし、その中心付近から燃焼光を取り出すため、燃焼時
の燃焼室の形状が偏平状であるよりも、燃焼室64内の
各位置から火炎センサ50の導光体52の先端部52a
への距離が近いため、より強く燃焼光を検出することが
できる。
This embodiment is constructed as described above, and in addition to the effects of the first embodiment, the combustion chamber 64 (J has a hemispherical shape and the combustion light is extracted from around the center of the combustion chamber 64). When the shape of the combustion chamber is flat, the tip 52a of the light guide 52 of the flame sensor 50 can be seen from each position in the combustion chamber 64.
Because the distance is close to the combustion light, the combustion light can be detected more strongly.

火炎センサの構造の第2例70を第4図に示すわ70は
第2例の火炎センサを表わす。又、その第2例の火炎セ
ンサ70を使用した第3実施例を第5図に示す。図示し
ていない他の部分、燃料噴射ポンプ20、アクセル開度
センサ13、電子制御回路12等は第1実施例と同様で
ある。
A second example 70 of the structure of the flame sensor is shown in FIG. 4. The numeral 70 represents the second example of the flame sensor. Further, a third embodiment using the flame sensor 70 of the second embodiment is shown in FIG. Other parts not shown, such as the fuel injection pump 20, the accelerator opening sensor 13, and the electronic control circuit 12, are the same as those in the first embodiment.

第1例と異なる点は導光体52の先端部52a近傍の導
光体52ど筒状ハウジング51との間にヒータ71が筒
状ハウジング51と絶縁状態で巻−9− 回されており、第5図の第3実施例に示すごとく、ヒー
タ71の各端部71a 、71bは導光体52とともに
絶縁を保持して外部へ導出されている。
The difference from the first example is that a heater 71 is wound 9 times between the light guide 52 and the cylindrical housing 51 near the tip 52a of the light guide 52 in an insulated state from the cylindrical housing 51. As shown in the third embodiment of FIG. 5, each end 71a, 71b of the heater 71 is led out to the outside while maintaining insulation together with the light guide 52.

このヒータ71にはヒータ通電回路72からの通電によ
り、導光体52の先端部52a近傍を加熱することがで
きる。ヒータ71は筒状ハウジング51の上から絶縁を
保持した状態で巻回Jるようにしてもよい。
The heater 71 can heat the vicinity of the tip 52a of the light guide 52 by being energized from the heater energizing circuit 72. The heater 71 may be wound around the cylindrical housing 51 while maintaining insulation.

本実施例はこのように構成することににす、第1及び第
2実施例の効果に加えて、導光体52の先端部52aが
カーボン粒子の堆積により、燃焼光を透過しないように
なった場合、ヒータ通電回路72からヒータ71に通電
し、導光体52の先端部52aを加熱することによりカ
ーボン粒子を燃焼消滅させることができる。このため、
火炎センサ70をエンジンから取り外すことなく、正常
な状態に戻すことができる。
This embodiment is configured in this way. In addition to the effects of the first and second embodiments, the tip 52a of the light guide 52 is prevented from transmitting combustion light due to the accumulation of carbon particles. In this case, the heater 71 is energized from the heater energization circuit 72 to heat the tip 52a of the light guide 52, thereby burning and extinguishing the carbon particles. For this reason,
The normal state can be restored without removing the flame sensor 70 from the engine.

次に上記各実施例を使用し、電子制御回路12による制
御例を示す。
Next, an example of control by the electronic control circuit 12 will be shown using each of the above embodiments.

第6図は各実施例の燃焼光検出装置の制御に用−10− いる電子制御回路12の一例とその関連部分どのブロッ
ク図を表わす。
FIG. 6 shows a block diagram of an example of the electronic control circuit 12 used for controlling the combustion light detection device of each embodiment and its related parts.

82は各センサより出力されるデータを制御プログラム
に従って入力及び演算すると共に、各種装置を作動制御
等するための処理を行なうセントラルプロセシングユニ
ット(以下単にCPUと呼ぶ)、83は制御プログラム
及び初1■データが格納されるリードオンリメモリ(以
下単にROMと呼ぶ)、84は電子制御回路12に入力
されるデータや演算制御に必要なデータが一時的に読み
書きされるランダムアクセスメモリ(以下単にRAMと
呼ぶ)、85は電源遮断されても以後の内燃機関作動に
必要なデータを保持するJ:う、バッテリによってバッ
クアップされた不揮発性メモリとしてのバックアップラ
ンダムアクセスメモリ(以下単にバックアップRAMと
呼、R)、86.87は各センサ13.41の出力信号
のバッファ、88は各センサの出力信号をCPU82に
選択的に出力するマルチプレクサ、89はアナログ信号
をデジタル信号に変換するA/D変換器、90はバー 
 11 − ツフフ786.87、マルチプレフナ88及びA/D変
換器89を介して各12ンリ一信号をCPU82に送る
と共にCPU82からのマルチブレク1J−88、A/
D変換器89のコントロール信号を出力する入出力ポー
トを表わしている。
82 is a central processing unit (hereinafter simply referred to as CPU) that inputs and calculates data output from each sensor according to a control program and performs processing for controlling the operation of various devices; 83 is a control program and a central processing unit; A read-only memory (hereinafter simply referred to as ROM) in which data is stored; and 84 a random access memory (hereinafter simply referred to as RAM) in which data input to the electronic control circuit 12 and data necessary for arithmetic control are temporarily read and written. ), 85 is a backup random access memory (hereinafter simply referred to as backup RAM, R) as a non-volatile memory backed up by a battery, which retains data necessary for subsequent operation of the internal combustion engine even if the power is cut off. 86.87 is a buffer for the output signal of each sensor 13.41, 88 is a multiplexer that selectively outputs the output signal of each sensor to the CPU 82, 89 is an A/D converter that converts an analog signal into a digital signal, and 90 is a bar
11 - Sends each 12-bit signal to the CPU 82 via the tsufufu 786.87, multi-prefner 88 and A/D converter 89, and also sends the multi-brake 1J-88, A/D converter signal from the CPU 82 to the CPU 82.
It represents an input/output port that outputs a control signal of the D converter 89.

そして91はTDCゼンサ14、回転数セン1ノー39
及び火炎センサ8の出力信号の波形を整形する整形回路
を表わし、各センサ信号は直接、入ノJボー1〜92に
j;すCPU82に送られる。
And 91 is TDC sensor 14, rotation speed sensor 1 no 39
and a shaping circuit that shapes the waveform of the output signal of the flame sensor 8, and each sensor signal is directly sent to the CPU 82.

更に、93.94.95は、出力ボート96.97.9
8を介したCPU82からの信号によってスピルアクチ
ュエータ29、燃FA遮断弁31、タイマコン1−ロー
ルバルブ37を駆動する駆動回路をそれぞれ表わしてい
る。又、99はCPU82からの信号をヒータ通電回路
72に出力する出力ボートを表わしている。このヒータ
通電回路72はCPU82からの信号に基づき火炎セン
サ8に組み込まれているヒータに通電する。火炎センサ
8として第1実施例50を用いる場合は、ヒータ通電回
路72は必要ない、また100は信号や=  12 − データの通路となるパスライン、101はCPU82を
始めROM83、RAM84等へ所定の間隔で制御タイ
ミングとなるクロック信号を送るクロック回路を表わし
ている。
Furthermore, 93.94.95 is the output boat 96.97.9
8 respectively represent drive circuits that drive the spill actuator 29, the fuel FA cutoff valve 31, and the timer controller 1-roll valve 37 in response to signals from the CPU 82 via the CPU 82. Further, 99 represents an output port that outputs a signal from the CPU 82 to the heater energization circuit 72. This heater energization circuit 72 energizes the heater built into the flame sensor 8 based on a signal from the CPU 82 . When the first embodiment 50 is used as the flame sensor 8, the heater energizing circuit 72 is not necessary, and 100 is a pass line for signals and data, and 101 is a predetermined line for connecting the CPU 82, ROM 83, RAM 84, etc. It represents a clock circuit that sends a clock signal that becomes a control timing at intervals.

次に第1例の火炎センサ50を用いた第1制御例として
サブルーチンA1のフローチャートを第7図に示す。
Next, FIG. 7 shows a flowchart of subroutine A1 as a first control example using the first example of flame sensor 50.

ここにおいて110はエンジン回転数センサ39からの
出力信号に基づいてエンジン回転数NEを読み込み更に
アクセル開度センサ13からの出力信号に基づいてエン
ジン負荷LDを読み込むステップを表わす。120はN
E及びL Dに基づきマツプから目標着火時期Taを検
索するステップを表わす。このマツプはLDが高いほど
目標着火時期を遅く、NEが高いほど目標着火時期を早
くするよう構成されている。130はピストンのTDC
の時点から着火までの実際の着火時期TSを火炎センサ
50及びTDCセンサ14からの出力信号に基づき読み
込むステップを表わす。TDC時点以前に着火すること
があるので、その場合T−13− 8は負の値をとる。この時間は時間の単位でとらえる以
外に、例えばクランク軸の回転角等でとらえてもよい。
Here, 110 represents a step of reading the engine speed NE based on the output signal from the engine speed sensor 39, and further reading the engine load LD based on the output signal from the accelerator opening sensor 13. 120 is N
This represents the step of searching the target ignition timing Ta from the map based on E and LD. This map is configured so that the higher the LD, the later the target ignition timing, and the higher the NE, the earlier the target ignition timing. 130 is the TDC of the piston
This represents the step of reading the actual ignition timing TS from the point in time until ignition based on the output signals from the flame sensor 50 and the TDC sensor 14. Since ignition may occur before TDC, in that case T-13-8 takes a negative value. In addition to being measured in units of time, this time may also be measured in terms of, for example, the rotation angle of the crankshaft.

140は上記ステップ120にて求めた目標着火時期T
aから上記ステップ130にて求めた実際の着火時期1
−sを引いた値をΔTとして設定するステップを表わす
。150は比例項DPに6丁を用いた関数f (6丁)
により算出した値を設定し、更に積分項DIに△Tを用
いた関数g (ΔT)により算出した値を設定づ−るス
テップを表わす。八Tとf (6丁)又はQ (△T)
との関係は例えば第8図(イ)、(ロ)に示すような直
線関係とすることができる。160はタイマコントロー
ルバルブ37を制御する信号パルスのデユーティ□ u
tyとして、上記ステップ150で求めたDPとDIの
積分された値ΣDIとを加えた値を設定するステップを
表わす。170は上記ステップ160で求めたデコーテ
ィ[) utyに応じてタイマコン1〜ロールバルブ3
7を駆動し燃料噴削時期を制御するステップを表わす。
140 is the target ignition timing T obtained in step 120 above.
Actual ignition timing 1 obtained from step 130 above from a
This represents the step of setting the value obtained by subtracting -s as ΔT. 150 is a function f (6 guns) using 6 guns in the proportional term DP
This step represents the step of setting the value calculated by the equation and further setting the value calculated by the function g (ΔT) using ΔT for the integral term DI. Eight T and f (6 guns) or Q (△T)
The relationship can be a linear relationship as shown in FIGS. 8(a) and 8(b), for example. 160 is the duty of the signal pulse that controls the timer control valve 37 □ u
This step represents the step of setting a value that is the sum of DP obtained in step 150 and the integrated value ΣDI of DI as ty. 170 is the decoating tee obtained in step 160 above.
7 represents the step of controlling the fuel injection timing.

以上の構成においてサブルーチンA1の処理が−14− 開始されると、まずステップ110が実行される。In the above configuration, the processing of subroutine A1 is -14- When started, step 110 is executed first.

ここではエンジン回転数NE及びエンジン負荷LDが読
み込まれ、次いでステップ120でN「及びl−oから
の値に基づぎ、予め設定されているマツプから目標着火
時期7’aが検索される。次いでステップ130が実行
されてシリンダがTDCにある時から着火までのクラン
ク軸の回転角度を6火時期TSとして読み込む。次いで
ステップ140が実行され、上記Taから丁Sを引いた
値を6丁として設定する。
Here, the engine speed NE and the engine load LD are read, and then in step 120, the target ignition timing 7'a is searched from a preset map based on the values from N'' and lo. Next, step 130 is executed, and the rotation angle of the crankshaft from when the cylinder is at TDC until ignition is read as 6-ignition timing TS.Next, step 140 is executed, and the value obtained by subtracting ding S from the above Ta is set as 6 ignition timing. Set.

次((でステップ150にて上記へTを用いてフィード
バック制御のための比例項DPを関数t(ΔT)の計算
により算出し設定する。更にフィードバック制御の為の
積分項[)Iにl!l数0 (6丁)の貫1算により算
出し設定する。次いでステップ160にでタイマコント
ロールバルブ37を制御するための信号パルスのデユー
ティ[)lItyをD P 十ΣDlとして設定する。
Next, in step 150, the proportional term DP for the feedback control is calculated and set by calculating the function t(ΔT) using the above T. Furthermore, the integral term [) for the feedback control is set to l! It is calculated and set by calculating the number of l (6).Next, in step 160, the duty [)lIty of the signal pulse for controlling the timer control valve 37 is set as D P +ΣDl.

次いでステップ190にて上記デユーディD utyに
基づき制御信号を出力しタイマを駆動し噴射時期を制御
する。
Next, in step 190, a control signal is output based on the duty to drive a timer and control the injection timing.

−15一 本制御例は、上記の如く制御することにより、火炎セン
サ50からの燃焼光の検出データに基づいて、燃¥31
噴躬時期を制御することにJ:す、必要どする目標着火
時期に向けて実際の着火時期をフィードバック制御する
ことができる。
In the -15 one-line control example, by controlling as described above, based on the detection data of combustion light from the flame sensor 50, the fuel
In controlling the injection timing, the actual ignition timing can be feedback-controlled toward the desired target ignition timing.

次に第2例の火炎センサ70を用いた第2制御例として
サブルーチンへ2のフローチャートを第9図に示す。
Next, FIG. 9 shows a flowchart of subroutine 2 as a second control example using the second example of the flame sensor 70.

ここにおいて、210,220,230.250.26
0.270.310は第1制御例のサブルーチンA1に
おける該当するステップ1101120.130.14
0.150.160.170の内容と同一である。
Here, 210, 220, 230.250.26
0.270.310 is the corresponding step 1101120.130.14 in subroutine A1 of the first control example
The contents are the same as 0.150.160.170.

240はTSがクランク軸の回転角にして500以上で
あるか否かを判定するステップを表わす。
240 represents a step of determining whether TS is 500 or more in terms of the rotation angle of the crankshaft.

280はタイマコントロールバルブ37を制御するデユ
ーティo utyとして、エンジン回転数NE及びエン
ジン負荷L Dの値に基づきマツプから求めた伯を設定
するステップを表わす。このマツプは前記ステップ22
0、即ち第1制御例のステツー  16 − プ120にて用いられたマツプと同様にl−Dが高いほ
ど1lli射[+8 、XIを遅く、N[が高いほど噴
射時期を早くするにうなデユーティ値どなるよう構成さ
れている。この値はN[及び1−Dの値を用いるかわり
に上記ステップ220にて求めた目標着火時期Taを用
いて割算により求めてもにい。
Reference numeral 280 represents a step of setting a value obtained from a map based on the values of the engine rotational speed NE and the engine load LD as a duty output for controlling the timer control valve 37. This map is
0, that is, similar to the map used in step 120 of the first control example, the higher the LD, the slower the 1lli injection [+8, XI, and the higher the N[, the earlier the injection timing. The value is configured as follows. Instead of using the values of N[ and 1-D, this value can also be found by dividing using the target ignition timing Ta found in step 220 above.

290はヒータへ通電した時間が3秒以上か否かを判定
するステップを表わす。300はヒータ通電回路72へ
制御信号を出力して、ヒータへ通電する処理を表わす。
290 represents a step of determining whether the time during which the heater was energized is 3 seconds or more. 300 represents a process of outputting a control signal to the heater energization circuit 72 to energize the heater.

この様な構成において実際の着火時期TSか500未満
では第1制御例と同様にフィードバック制御がなされる
In such a configuration, when the actual ignition timing TS is less than 500, feedback control is performed as in the first control example.

一方、500以上となった場合ステップ240にてl−
Y E S Jと判定され、次いでステップ280に至
りデユーティDutyとしてエンジン回転数NE及びエ
ンジン負荷LDからマツプにより求め1こ値を設定し、
次いでステップ290にて、ヒータ通電がいまだなされ
ていないのでrNOJと判定され、次いでステップ30
0の処理で3秒間の−17− ヒータ通電が開始される。次いでステップ310にて燃
F!1噴罰ポンプ20のタイマコントロールバルブ37
が駆動され、上記ステップ280にて求めたデユーティ
1’) utyに応じた燃料噴射時期に制御される。
On the other hand, if the number is 500 or more, in step 240 l-
It is determined as Y E S J, and then the process goes to step 280, where the duty is calculated from the map from the engine rotation speed NE and the engine load LD and set to one value.
Next, in step 290, since the heater has not been energized yet, it is determined that rNOJ has occurred, and then in step 30
0 processing starts -17- heater energization for 3 seconds. Next, in step 310, the fuel F! 1 timer control valve 37 of injection pump 20
is driven, and the fuel injection timing is controlled according to the duty 1') determined in step 280 above.

以後、この様にTSが500以上である限りステップ2
80、ステップ290及びステップ300が実行され燃
料噴射時期がオープンループ制御されると共に初期にヒ
ータが3秒間通電され発熱することになる。
From then on, as long as TS is 500 or more, step 2
80, steps 290 and 300 are executed, the fuel injection timing is controlled in an open loop, and the heater is initially energized for 3 seconds to generate heat.

この通電、発熱により火炎センサの先端に付着した、カ
ーボン粒子等を焼き切り再度燃焼光が火炎センサにより
検出できるようにされる。このことにより着火時期下S
が50°未満の値を示せば、ステップ240にてrNO
Jと判定され、再度ステップ250,260,270.
及び310が実行され、燃料噴射時期のフィードバック
制御に戻ることになる。
This energization and heat generation burns off carbon particles and the like adhering to the tip of the flame sensor, allowing the flame sensor to detect combustion light again. As a result, the ignition timing is lower than S.
is less than 50°, in step 240 rNO
J is determined, and steps 250, 260, 270 .
and 310 are executed, and the process returns to feedback control of the fuel injection timing.

また他の原因として火炎センυが故障を起こし、燃焼光
を検出しなくなった様な場合には、ヒーター  18 
 − 通電においても回復しないのでこの場合は燃料噴射時期
の制御はオープンループ制御を継続することになる。
In addition, if the flame sensor υ malfunctions and no longer detects combustion light, the heater 18
- Since it does not recover even when electricity is applied, open-loop control of fuel injection timing will continue in this case.

上記勺ブルーチンA2の処理動作を第10図のグラフに
示す。ここにおいてaはタイマコントロールバルブ37
へ出力されるデユーティDt+tVの時間的変化を表わ
す。bは目標着火時期laの時間変化を表わすグラフで
ある。Cは実際の着火時期TSの時間的変化を示すグラ
フである。ここで時点T1以前においては着火時間は5
00未満でありデユーティはフィードバック制御により
着火時期が目標着火時期に一致する様調整されている。
The processing operation of the above routine A2 is shown in the graph of FIG. Here, a is the timer control valve 37
It represents the temporal change in the duty Dt+tV output to. b is a graph showing the change in target ignition timing la over time. C is a graph showing temporal changes in the actual ignition timing TS. Here, before time T1, the ignition time is 5
The duty is adjusted by feedback control so that the ignition timing matches the target ignition timing.

時点T1において着火時期を検出しな(なったとすると
その時点でデユーティ1)utyはエンジン回転数NE
とエンジン負荷LDとによって求められるA−プンルー
ブ制御どなる。この変化はほぼ目標着火時期の変化と同
一の変化をする。この間T1から3秒間ヒータに通電が
なされ火炎センサ52の先端部52.8が加熱されるこ
とになる。この後T2において火炎センサ52の先端部
52a−19= に付着したカーボン粒子等が燃焼消滅し、燃焼光が火炎
センサ゛70によって検出される様になると、デコーテ
ィ[]utyはオープンループ制御からフィードバック
制御に移り、直前のオープンループ制御による値から次
第に目標着火時期の値に一致するよう近づいてくる。
If the ignition timing is not detected at time T1 (if it is, the duty is 1 at that time), uty is the engine rotation speed NE
The A-punroube control determined by the engine load LD and the engine load LD is performed. This change is almost the same as the change in the target ignition timing. During this time, the heater is energized for 3 seconds from T1, and the tip 52.8 of the flame sensor 52 is heated. After this, at T2, when carbon particles etc. adhering to the tip 52a-19= of the flame sensor 52 burn and disappear, and combustion light comes to be detected by the flame sensor 70, the decoute []uty changes from open loop control to feedback control. The current value gradually approaches the target ignition timing value from the previous open-loop control value.

本制御例は」−記の如く構成することにJ:り第1制御
例の効果に加えて、火炎センサ70が燃焼光を検出しな
くなっても以後はオープンループ制御に移り、燃料噴射
時期制御にほとんど異常を生じることなく制御を続けさ
せることかできると共に、更に燃焼光を検出しなくなっ
た原因がカーボン粒子等の可燃物の付着等によって燃焼
光を検出しなくなった場合にヒータによる加熱ができ、
カーボン粒子等が燃焼消滅するため、再度フィードバッ
ク制御に戻すことができ、精密な制御を継続させること
ができるものである。
In addition to the effects of the first control example, this control example is configured as described below.In addition to the effects of the first control example, even if the flame sensor 70 no longer detects combustion light, open-loop control is performed thereafter, and fuel injection timing control is performed. It is possible to continue control with almost no abnormality, and if the cause of combustion light not being detected is due to adhesion of combustible substances such as carbon particles, heating by the heater can be performed. ,
Since carbon particles and the like are burned and eliminated, feedback control can be returned to, allowing continued precise control.

そのためセンサ異常時に着火が遅れでいるとして、制御
回路が必要以上に撚利噴用時期を進めてしまうことを防
ぎ、ノッキング、騒音、発煙、ニー  20  = ミッション、燃費の悪化が防止できるものである。
This prevents the control circuit from advancing the twist injection timing more than necessary even if the ignition is delayed when the sensor is abnormal, and prevents knocking, noise, smoke, knee transmission, and deterioration of fuel efficiency. .

[発明の効果] 以十詳)ホした如く、本発明のディーゼルエンジンの燃
焼光検出装置は、シリンダ内へ直接に燃料を噴射するこ
とにより燃料を燃焼させるディーゼルエンジンのシリン
ダに、該シリンダを貫通して燃焼室とシリンダ外部との
間に導光体を設けたことにより、着火時期を正確に検出
でき、その性能が着火時期に極めて敏感な直接噴射式デ
ィーゼルエンジンの精密な制御を可能ならしめるデータ
を制御装置等に与えることができる。
[Effects of the Invention] (Details below) As described above, the combustion light detection device for a diesel engine according to the present invention is provided in a cylinder of a diesel engine that burns fuel by injecting fuel directly into the cylinder. By installing a light guide between the combustion chamber and the outside of the cylinder, the ignition timing can be detected accurately, making it possible to precisely control direct injection diesel engines whose performance is extremely sensitive to ignition timing. Data can be given to a control device, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例を示す概略構成図、第2図
は火炎センサの第1例を示す部分断面図、第3図は第1
例の火炎センサを使用した第2実施例の要部断面図、第
4図は火炎センIすの第2例を示す部分断面図、第5図
は第2例の火炎センサを使用した第3実施例の要部断面
図、第6図は電子制御回路のブロック図、第7図は第1
制御例を示すフローチャート、第8図(イ)、(ロ)は
フィー  21 − 一ドバック制御に使用される比例項及び積分項のグラフ
、第9図は第2制御例を示すフローチ17−1〜、第1
0図はその処理動作を示すグラフを表ねず。  ・ 1・・・直接噴射式ディーゼルエンジン2・・・シリン
ダ 2a・・・シリンダヘッド  3・・・ビス1〜ン4・
・・燃焼室       5・・・燃料噴射弁8.50
.70・・・火炎センサ 10.52・・・導光体  12・・・電子制御回路2
0・・・燃料噴射ポンプ 代理人 弁理士 足立 勉 他1名 −22− 第2図 50 417− 第3図 2 第4図 70 第5図 2 72            /
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial sectional view showing a first example of a flame sensor, and FIG. 3 is a first embodiment of a flame sensor.
4 is a partial sectional view showing a second example of the flame sensor I, and FIG. 5 is a sectional view of a third example using the flame sensor of the second example. 6 is a block diagram of the electronic control circuit, and FIG. 7 is a sectional view of the main parts of the embodiment.
Flowchart showing a control example, FIGS. 8(a) and 8(b) are graphs of proportional terms and integral terms used in feedback control, FIG. 9 is flowcharts 17-1 to 17-1 showing a second control example. , 1st
Figure 0 does not represent a graph showing the processing operation.・ 1... Direct injection diesel engine 2... Cylinder 2a... Cylinder head 3... Screws 1 to 4.
... Combustion chamber 5 ... Fuel injection valve 8.50
.. 70...Flame sensor 10.52...Light guide 12...Electronic control circuit 2
0...Fuel injection pump agent Patent attorney Tsutomu Adachi and one other person -22- Figure 2 50 417- Figure 3 2 Figure 4 70 Figure 5 2 72 /

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] シリンダ内へ直接に燃料を噴射することにより燃料を燃
焼させるディーげルエンジンのシリンダに、該シリンダ
を貫通して燃焼室とシリンダ外部との間に導光体を設G
フたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼光検出
装置。
G
This is a combustion light detection device for a diesel engine that is characterized by its unique features.
JP58089567A 1983-05-20 1983-05-20 Detecting device of light of combustion flame in diesel engine Pending JPS59215965A (en)

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JP (1) JPS59215965A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61217726A (en) * 1985-03-23 1986-09-27 Kawasaki Heavy Ind Ltd Observation method for combustion state of internal-combustion engine
JPS61234271A (en) * 1985-04-10 1986-10-18 Hitachi Ltd Flame light detecting device

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