JPS5963332A - 内燃機関用燃料噴射装置 - 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】 である。

一般に、ディーゼル機関の如き内燃機関に燃料全噴射供
給するために用いらｇている従来の亀子制御式燃料１直
射装置にあっては、燃料噴射量の制御と、噴射進角の制
御とが行なわれている。これらの各制御は、内燃機関の
運転状態に応じて定められる噴射量及び噴射進角の目棹
饋を夫々設定し、実際の噴射量°及び噴射進角がこれら
の目４子ｆｔＫ　Ｋ夫々一致するよう各調節部材全サー
ボ制御するようになっている。このような重子制御式の
燃料噴射′Ｍｒ置にあっては、七ンサ等の故障により゛
ｆｌｔ’：御系に異常が生じると全く無制御状態になシ
、空は、オーバルランを引き起す笠によシ極めて１′Ｉ
′ｒ険な状態に陥ることが予想される。向えば、１１汀
射進角の制御系に故障が生じて噴射タイミングが無制御
状態となると燃料の異常燃焼を生じる等の不興汗いを生
じ、場合によっては人身事故に至る場今も予想される。

このため、従来のこの種の装置Ｖｃあっては、制御系に
何等かの故障が発生したＪｓ汗には、これ全検出して燃
料カット弁を作動させ、燃料の供給全会く停止させてし
まうように構成されていた。併し乍ら、噴射進角の制御
に不興ばいを生じたことにより、燃料の供給を停止させ
るように構成すると、車輛等にあっては自刃での移動が
不可能となってしまい、極めて不便であった。

本発明の目的は、従って、電子制御式の燃料噴射装置に
おいて噴射時期制御に何らかの異常が生じた場Ｒに、燃
料カットヶ行なうことなく、安全に機関の運転全続行さ
せることができるようにした内燃機関用燃料噴射装置６
゛を提供することにある。

本発明の装置は、内燃（ｋ関の５ル転状態に基づいて演
算さね、る目標噴射偕に従って燃料調節部利を制御する
第１制御手段と、該内燃機関の運転状態に？ＩＰってＴ
ｌ１ｉ射時期調節部材ケ制ヤ）１１する第２　ｆｌｉ制
御手段とをイ１１ｉ＋え、燃料噴射量と燃料噴射装置と
が電子的に制征１されるように構成された内燃（炭量用
燃料噴射装置において、燃料１１α射時勘制御の異常を
検出する検出手段と、該検出手段からの出力に応答して
第１制御手段による噴射量制？８′ＩＩ特性を変更する
特性変更手段とを備°えた点に特徴を有する。

特性変更手段による噴射量制御特性の変更は、フルＱ％
性ｆｆ：変更し最大噴射量を低（抑えるようにしてもよ
いし、又はこれに加えて最大回転速度を低くすることに
より行なってもよ（、噴射量制御特性をどのようＰこ変
更するかはＯｆｊ射時期制純の１啼害の状態に従って定
めるのが好ましい、、、１ｌｆｆ射号制御特件の変更に
より、燃料供給（汁の最大ｆ直を結果的に減少せしめ、
噴射時期のＦｉ制御が異常であっても、燃料の異常燃焼
によす機関が隼序し又は危険な状態に陥るのを有効に防
止することができる。

噴射量１１葦性全変史する手段は、噴射時期のＦｉ制御
が異常状態になった湯ばについて予め相溶きれたＩｌｉ
射屓ｑ４付を出力するための演算回路全別途殴け、イ９
１出＋段からの出力ｒ（応答して該演η−回路からの出
カケ第１　ｆｌｉｌｌ側１手段側御手段１α射Ｈ；。と
して掬えるように構成してもよい。または、小１１１ｉ
ｌｌ　’（ｄ４＋＋段に噴射量制限回路を設け、噴射１
マ］°をＩソを定１直以ドに抑えるようにしてもよい。

以下、１ン１示の実施列により本発明Ｔｈ　１ｔＹｉ　
、１１１１　Ｋ説、明する。

第１図１’ｌｉ、本発明ニよルミ子ｔｌｊｌｌ　ｌ１１
４Ｊ式燃Ｊｕ１．　＋ＩＲ射装置の一実施列が、分配型
燃料噴射ポンプについて適用した場鋒金列にとって示さ
れている。燃料噴射装置１は、分配型燃料噴射ポンプ２
と、燃料噴射ポンプ２の＋’？ｆ！Ｎ吐を制御するため
の１１「射珀制餌ｊ回路３と、惨刺噴射ポンプ２のＩｌ
ｌ射時１（口（進角）を制σ＋１するための噴射時期制
御回路４とケ備えている。燃料噴射ポンプ２シ・ま公知
の分配型燃料ｎＨ射ポンプであるので、第１図（ではそ
の要部のみが示されている。第り図において、５１・オ
プランジャであり、カムディスク７が回転しつつその厚
さ方向に往復動し、これによりプランジャ５がプランジ
ャバレル８内を往復動じつつ回転し、燃料の加圧、圧送
、分配が行なわれる。グラ／ジャバレル８から圧送さ）
Ｌる燃料の量、ｆａＪち燃料ＩＩＨ射叶を調節するため
、プランジャ５にはコントロールスリーブ９が嵌め汗さ
れており、連接棒ｌＯによってコントロールスリーブ９
と連結さえしているアクチェータ１１によりコントロー
ルスリーブ９の位置決めが行なわれる。アクチェータ１
１には、また、位置センサＩ２が連結さｊ、ており、ア
クチェータ目により１〜ｌ置決めされたコントロールス
リーブ９の位置に１，６じでレベルの変化するスリーブ
位置信号Ｓ、が出力される。ローラホルタ゛６ば、９０
度展開して示されでいる油圧式のタイマＩ３に連結され
ており、タイマ１３ｒこ設けられた′「に磁弁１４Ｔｈ
開閉することによりタイマ１３・の茜圧室１５内の油圧
カケ調節し、タイマピストン１６の位首ｉ１．’、１節
金行なうことによりローラホルタ６の回…；）位置が調
節でれ、１ＩＪｉ射時期の調節ケ行なうことができる。

１１ｎ射哨制御回路３ば、燃料噴射ポンプ２から燃料の
供給を受けるディーゼル機ｉ丙（図示せず）の運転状態
に応じた最適な噴射量を演↑ｐするための最適噴射廿演
ご四回路１７ケ備えている。最適ｎＨ射坦演瀞回路１７
には、ディーゼル機関の回転速度を示す速度データＮと
、アクセルペダルの操作量を示すアクセルデータＡと、
空燃比４示す空燃比データλとが入力されており、これ
らの入力データに基づいてその時々の最適噴射詰゛を示
すデータが、目＋８．Ｑ　ｌ質射、貴データ］）１　と
して出力さｌしる。最適噴射量演算回路１７は、圀えば
１モ０１刷　金柑いて構成することができる。すなわち
、］：Ｌ　ＯｊＶＩ　内に予め神々の目標唱射叶データ
をストアしておき、各入力データに従って足められるア
ドレス１１１１亥■もＯＭにアドレス信号として印力口
し、これにより、入力データの絹汁せに応じて所−要の
目（票噴対量データが該１（、ＯＭ　から読、出される
ように構ｌｉｄ、することができる。

目欅ｌ′ｌｄ祐ｌ量データ１〕、ば、後述する切換器１
８を介してデ〜り変拗唖ｌ　ｌｌ′３１９に入力さｎｌ
、ここで、目（尭【賓射Ｅ斗データＤ、は、その目昨Ｉ
ＩＲ身ｉ量を得るのに必要なコントロールスリーブ幕開
のデータに変）魯さ７１５、スリーブ位ＩＮ目標信号Ｓ
２として出力される。スリーブ位置目標信号Ｓ、とスリ
ーブ位置信没Ｓ、　とけ加算器２０Ｐこおいて図示の枠
外で力旧算され、両信号の差分に応じた誤差イ言号Ｓ３
がサーボ回路２１に入力される。サーボ回路２１からは
誤差信号Ｓ、ＶＣ応答して第１駆動パルス個号Ｓ４が出
力され、これによりアクチェータ１１が駆動され、スリ
ーブ位置目標信号Ｓ２により示される目標スリーフ゛位
［直ニコントロールスリーブ９が位置決めされる。

第２図には、噴射量制御回路３により得られる噴射量特
性の様子が、横軸に回転速１１ｊ　Ｓをとり、縦ａｉｈ
に噴射量Ｑをとって示されている。ここで、符号（イ）
で示される特性が最大１１ｉ！（射邪特性（フルＱ特性
）であり、符号（ロ）で示をノ１．でいる特性がアクセ
ルペダルを解放した場今のアイドル側転制御特性であり
、符号（）・）で示される特性がアクセルペダルを情夫
に踏込んだ陽陰の倚高回軌伸度特性である。

噴射時Ｊす１制御回路４には、回転速ＩＷデータＮ、ア
クセルデータＡ及び目棹唄射貴データ［）、が入力され
ており、これらの入力データに基づいてその時々の最適
噴射時期が演：ヴされる。実際の噴射時期を検出するた
め、１１バ射時１１Ｊ１制（’ｔｒｉ回路４には、（・
幾１列のヒ死点りイミ／グを示す上置Ｉつ点タイミング
信号Ｐｉ　　と、噴射４ｒ−（図示せず）の針弁のリフ
トクイＳングケ示す９１弁リフト信号Ｐ２とが史に入力
されており、両信号Ｐ、、Ｐ２のタイミング差から実際
の１’＆を射時期が演−ｑされる。１１４（射時期制御
回路４内において演算された最適噴射時期と実際の噴射
時期との差分に従って、唱射時期制御信号Ｓ、力柑質射
時期Ｉ制御１σ１路４から演貫出））をれ、電磁弁１４
に印加される。これにより、高圧ｓ＜＜　１５内の油圧
力の訪１節が行なわ力５、実１箒のｌＩ％Ｊ射１寺１１
月が最］商ＩＪ日射時１川と一致するようにダイマ１３
が４川？ｉＮｌされる。尚、−Ｌ述の〃［」き制御動作
を行なうように構成された噴射時期制御回路４は公知で
あるから、その詳細ブロック図は省略する。

噴射時期制御系統に障害が発生した場合に、これを検出
して、噴射−訃の制御特性の変更を行なうため、本発明
による燃料噴射＠麿ｌは、！（常時用噴射后演算回路２
２ａ、　２２ｂ及び目挿噴射新データＤ、［代えて該異
常時用Ｔｒｉ射厨演算回路２２ａ。

２２ｂから夫々出力されるＡｙ常時用目標１１し射量デ
ータＤ２又は１〕、ヲデータ変換回路１９に入力するよ
う切換器ｔｅ１作動させるための異常検出回路２３ａ、
　２３ｂとを備えている。異常時用噴射量演算回路２２
ａ、　２２ｂには、最適噴射量演算回路の陽陰と同様に
、速１．１４ｊデータＮ、アクセルデータＡ及び空燃比
データλが夫々入力されており、こｎらのデータに基づ
いて、噴射時期が異常であっても異常燃焼を生じさせる
ことがないような川゛の燃料をディーゼル機関に供給す
ることができるように考慮された異常時用噴射量特性に
従った異常時用目標噴射量データＤ、、Ｄ、を出力する
。異常時用噴射量演算回路２２ａ　　は、針弁リフト信
号Ｐ、全供給するための針弁リフトセンサ（図示せず）
等の故障によるフィードバックループの障害によって噴
射時期の制御が異常となった場合の異常時用目標噴射量
を演算するための回路であり、最大噴射量が第２図にお
いて点線で示されるように変更された噴射量特性に従っ
て目標噴射量が希゛算され、その演算結果が異常時用目
標噴射量データＤ２として出力される。一方、異常時用
噴射量演算回路２２ｂ　　は、電磁弁１４の故障等によ
るタイマ１３自体の障害によって噴射時期の制御が異常
となった場ばの異常時用目標噴射量データするための回
路であり、最大噴射量が第２図において点硅１で示され
るように変更されると共に最大回転速度制御特性が第２
図中一点鎖線で示される如く低回転速度方向に移動して
成る噴射量特性に従って目標（（ａ対量が演算され、そ
の演算結果が異常時用目＃［ＩＲ射険データ１〕３　と
して出力される。これらの異常ｌｋ’ン用ｉ１１．ｊ射
朧演算回路２２ａ、２２ｂもまた、［もＯＭを用いて、
最適噴射部、演算回路１７の場ばと同様にして構成する
ことができる。

異常検出回路２３ａ　　は、噴射時期制御回路４を含ん
で成る噴射時Ｊｕｌ制御系に針弁リフト信号１９゜全供
給する釧弁リフトセンサ（図示せず）に除害が生じたこ
とを検出するための回路であり、コントロールスリーブ
９の位置が所定の範囲内位面している場合において針弁
リフト信号Ｐ２が出力されないことによりその障害を検
出するように構成されている。この異常検出回路２３ａ
　　からは、針弁リフトセンサの動作が正確な場合には
ｒＨＪレベルとなり、異常時には「Ｌ」レベルとなる検
出信号Ｓ、が出力される。一方、異常検出回路２３ｂは
、電磁弁１４の故障等によるタイマ１４自体の障害の発
生を検出するための回路であり、目標噴射時期と実際の
噴射時期とが所定ｌケ１間経過しても一致しない退庁に
タイマ１４に障害が生じたと判断して検出４８号Ｓ７’
を出力するように構成されている。検出信号Ｓ７ば、正
常時には「ｌ（」レベルであって、１滝害が検出される
と「Ｌ」レベルとなる。これらの検出信号Ｓ６．Ｓ７は
、切換器Ｉ８に切換制御信号として印加されており、検
出信号Ｓ、、Ｓ、のレベルの組隆せに従ってデータＤ。

乃至Ｊ、）３内のいずれか１つが選択出力さノする。

即ち、検出信号Ｓ　６　、　　Ｓ７のレベルが両方「Ｉ
（」レベルの場ばには、目標噴射量−タータＤ１がｊ（
択される。検出信号Ｓ６がｒＬＪレベルの場合には一方
の異常時用目標噴射量データＩ）、が選択される。尚、
この場合には、検出（Ｑ号Ｓ７　もまた「Ｌ」レベルと
なることが予想されるが、フィードバックループとタイ
マとが同時に障害を生ずることは希であると考えられる
ので、４ｆ出信号Ｓ７のレベルに拘らずデータＤ、ｆ３
：選択する。検出４５号Ｓ６がｒＨＪレベルで検出信号
Ｓ、が「ＩＪ」レベルの場ａには、タイマ１３の障害で
あると判別して、他方の異常時用目標噴射量データ１）
、が選択される。

尚、ここでは、ソフトウェア処理により演ｑされた各目
標噴射量データをハードウェアにより構ＩＩｙさノまた
切換器１８　ＶＣより選択するように措１１’／、　し
た川、＃について説明したが、異常検出回路２３ａ。

２３ｂ　　からの検出信号ＶＣ応じて、マイクロコンピ
ュータ内のプログラム処理によりいすノＬかの目標噴射
ｔデータケ出力するようにしてもよい。このような処理
！は、列えば、検出１ｇ号Ｓ６，８７のレベルの絹合せ
に応じて制イ■ルーチンケ選択し、所望の目標噴射量の
演算のみ全行なうようにプログラムすることによシ実現
することができる。

第１図に示した実施例では、障害の状況に応じた目椋噴
射ｊ＃特性を与えるための演算回路を別途設け、各演算
回路から出力される目イ票噴射メーデータをその障害の
状況に応じて適宜選択するように構成したが、異常時用
１１１ｉ射曾演算回路を必ずしも備えている必要はなく
、噴射時期側（＋１４１系における異常を検出して適宜
の手段によって例えば最大１１ｕ射ｉＦ特性を制限する
ように構成してもよい。

第３図には、１１バ射時Ｊυ１制御に異常音生じた場合
に、噴射量制御特性の最大噴射量特性にのみ制限金与え
るようにした場合の実施例が示されている。

第３１ンｊでは、昭射量制御特性に制限を与えるための
回路部分のみが取出されて示されている。；＄！　３図
において第１図に示した回路とｌｉ２＋−の部分に同一
の符号が付されている。最適噴射量演算回路１７からの
目標噴射量データ１）Ｉは、加算！５２４を介してデー
タ変換回路１９に入力されている。

加算器２４には、また、毘常検出回路２３ａ　　からの
検出信呆ＳＩ＋に応答して開閉するスイッチ２５を介し
て噴射剰制眼回路２６からの噴射Ｍゴ（，１１限データ
１〕、が印加されている。両データＤ、、Ｄ４はスイッ
チ２５が閉じられた場合にのみ図示の極性で力Ｉｌ算さ
れ、その加算データがデータ変換回路１９１７こ人力さ
れる。

このような構成によると、噴射時期側っ「ゴ１がＷ常に
実行されている場合には、スイッチ２５は検出信号Ｓ、
にＪニジ開かれており、イｉｒ−って、目標噴射量デー
タＪ）ｌはそのままデータ変換回路Ｉ９に入力されるの
で、１１ｂ常の噴射量制御動作が行なわれる。１１員射
蒔期制御動作に異常が生じ、検出信号ｓ６のレベルがｒ
ＬＪレベルとなるト、スイッチ２５が閉じられ、目標噴
ｆ＃量データＤ、　　より１１０１制限データＩ）４を
差引いた硝果のデータがデータ変換ＩＩｊｌ路１９に入
力される。即ち、これにより、データＩ）、が全体的に
シフトダウンされ、この結果、最大噴射量を所定のｆｌ
ｉｌｌＲ値以下に抑えることができる。噴射量制限デー
タ１）４ば、固定値であってもよく、回転速度Ｓの関数
であってもよい。上記では、スィッチ２５０制御信号と
して検出信号Ｓ、金用いたが、もう一方の異常検出回路
２３ｂからの検出信号Ｓ７′ｆＪ：代りに用いてもよい
。

また、このような目的で、第４図に示すように、データ
変換回路１９の出力側に、スイッチ２７　’？。

介してダイオード２８を図示の如く接続し、検出出力信
号Ｓ６のレベルがｒＬＪレベルとなった温片にだけスイ
ッチ２７を閉じ、データ変換回路１９の出力レベル全ダ
イオード２７でレベル制限し、その出力レベルが所定で
直線上とならないようにして、最大用ＪＪＪ　−ｔ　全
所定１的以下に叶えるように構成してもよい。この場合
には、回路構成を著しく簡単にすることができる。

本発明によれば、上述の如く、燃料噴射装置の噴射時期
の制イ１］１に不都舒が生じても、燃料は供給され−）
づけるが、燃料が異常燃焼し或は機関が著しく筒回転速
度になる等の％Ｓ常状態金生じさせることを確実に防止
することができ、特に車悄用の用途にあっては［１ｄ射
時期の制御が不バｂばになっても自刃で安全に走行する
ことができるので頗る便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実が１列のブロック図、第２図は第
１図の装置ｄの噴射量制御特性を示す特性図、第３図、
第４図は第１図に示す装置の他の実施料の要部を示す回
路図である。 ■・・・燃料噴射装置、２・・・分配Ｊ（！ｌ燃れ１噴
射ポンプ、３・・・噴射量制御回路、４・・・噴射時ル
Ｊ制御回路、９・・・コントロールス１７−７−．１１
・・・アクチェータ、１３・・・タイマ、Ｉ７・・・最
Ａ噴射′！？を演算回路、Ｉ８・・・切換器、１９・・
・データ変換回路、２２　ａ、　２２　ｂ・・・７５Ｈ
常時用噴射幻演算回路、２３ａ、２：（ｂ　　・・・異
常検出回路、２４・・・７１１＋　埠器、２５・・・ス
イッチ、２６・・・噴射置割［狼回路、２７・・・スイ
ッチ、２８・・・ダイオード、Ｎ・・・速度チー１１Ａ
・・・アクセルデータ、λパ空燃比データ、１−）、・
・・目イを噴射量データ、Ｄ２゜１）　３＝−Ａ′４　
潜Ｏｆ　目Ｈ，！（１ｌｉｆｆ　射Ｎ　ｆ　−タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■、　内燃機関の運転状態に基づいて演算される目標１
   ｒｉ、ｉｆＭ惜に従って燃料調節部材を制＃＋ｌ＋ｌす
   る第１制病１手段と、前記内燃機１■の運転状態に従っ
   て噴射時期調節部材を制御する第２制御手段とを備え、
   燃料噴射量と燃料Ｉｌｌ射時期とが電子的に制御される
   ように構成された内燃機関′用燃料噴射装置において、
   燃料噴射時期制御の異常を検出する検出手段と、該検出
   手段からの出力に応答して第１制御手段による噴射量制
   御特性を変更する手段と全備えたことを特徴とする内燃
   機関用燃料噴射装置Ｉイ。