JPS61197745A - デイ−ゼル機関における着火時期センサの故障診断方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼル機関における着火時期センサの故障
診断方法に係、り、％に、電子式燃料噴射システムが採
用されたディーゼル機関における着火時期センサの故障
診断を行うに好適なディーゼル機関における着火時期セ
ンサの故障診断方法に関する。

〔従来の技術〕

電子式燃料噴射制御システムによるディーゼル機関にお
いては、特開昭、５８−２５５８４号公報に記載されて
いるように、エンジンの運転状態に適合する着火時期と
してエンジン回転数とエンジン負荷から定まる目標着火
時期を設定し、この目標着火時期と実際の着火時期とを
比較し、実際の着火時期を目標着火時期に一致させるタ
イミングで燃料を噴射する着火時期フィードバック制御
が採用されている。この着火時期フィードバック制御に
よって燃料噴射時期を制御すれば、燃料噴射時期を最適
なタイミングに維持することができる。

ところが、燃料の着火を検出する着火時期センサが故障
したときには着火時期フィードバック制御を行うことが
できなくなる。

そこで、着火時期センサの出力を監視し１Ｍ火時期セン
サが故障したときには着火時期フィードバック制御を停
止させるシステムが提案さｎてい〔発明が解決しようと
する問題点〕 しかしながら、従来のシステムにおいては、着火時期セ
ンサの出力を常時監視し、着火時期センサから着火検出
信号が出力されないときには着火時期センサの故障と判
定し、着火時期フィートノ（ツク制御を停止する方法が
採用されてい友ため、着火時期センサが故障でないとき
にも故障と誤診断することがらつ九。即ち、始動−、ア
イト・ル時などには失火が多く着火現象そのものが不安
定であり、着火時期センサによって燃料の着火を検出で
きない場合がある。特□に光学式着火時期センサの場合
は、不完全燃焼などに±るくすぶりにより′　　光学系
の伝送竺が遮断されたときには＃ｉ！ｌ＠の着火を検出
することは困難、となる。このため、ディーゼル機関の
運転時に着火時期センサから！火検出信号が出力されな
いときには常に着火時期センサの故障とし、着火時期フ
ィートノ為 するとエンジン出力が低下するなどの不具合が生じた。

本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたものであり
、その目的は、着火時期センサの故障診断を正確に行う
ことができるディーゼル機関における着火時期センナの
故障診断方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は、第１図に示され
るよ、うに燃料の着火を検出する着火時期セン□すの出
力を監視しくステップ１ｏｏ）、ディーゼル機関の運□
転状態のりち、始動時、アイドル一時、−速蒔”□及び
冷間時を含む運転時には（ステラ□　プ１０２）着火時
期センサの故障診断を停止しく３．ツア□ミ、）、□ｉ
転、Ｊ、Ｊ、外畝着え４、塑センサから一定時間中に着
火検出信号が出力されないときには着火時期センサの故
障と判定する、（ステップ１０６）″ようにしたもので
ある。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
。

第２図には１本発明が適用された実施例であり、電磁ス
ピル鷹分配型燃料噴射ポンプを備えたディーゼルエンジ
ンの構成が示さ詐ている。第２図において、フィルタに
よりろ過され九−料は、ドライブシャフト２で駆動され
るよ−ン式フィードポンプ（９００展開して図示）４に
よって給油口６からプレツレヤレギュレーテイングバル
プ８に導かれ、このグレツシャレギュレーテインクパル
プ８により圧力を調整された板、ポンプハウジング１０
内゛の低王室であるポンプ室１２内に導入されΣ。ポン
プ室１２内に満たされた燃″料は、ポンプ室１２内で作
動部分の潤滑を行うと同時に、吸入ボー）１４を介して
プランジャ１６′の先端部に形成される高圧室１８に′
送られる。また、一部の燃料は過剰燃料の排出と作動部
分の冷却のために、オーバフローパルプ２０′から燃□
料タンクに戻される。

吸入グループ２２が穿設されている。また、プランジャ
１６の端部には、カムプレー１ト２８が固定され、この
カムプレート２８にはローラリング３０に嵌合された気
筒数と同数のローラ３２が接触されている。このプラン
ジャ１６は、先端側からシリ“ｙ／３４内に挿入されプ
ランジ□ヤ１６の先端面とシリンダ３４の内壁面とによ
り高圧室１８ダ３４に□は、吸入ポート １４力ｉ穿設されると共にシリンダ内面力・らデ１Ｊ・
・す・へプ３６に連通する気筒数と同数の分配通路３８
が穿設されている。そして、ボンプノーウジングＩＯ′
には、連通路４０を連通及び遮断する電磁弁４４＞ｆ取
付けられている。２の連通路４０Ｆｉ高圧室□［８お、
７プ室、２とを連通させう、。アあ暮。ｉ苑、−磁弁４
４はソレノイド４６がオンさｎ、ｂａ、弁体４２を吸引
して連通路４０を蓮通させ、ソレノイドがオフされると
、弁体４２を突出して連通路４０を遮断させるように構
成されている。

ドライブシャフト２は、ポンプ室１２方向へ突出してカ
ップリングを介してカムブレード２８に連結されている
。そして、カムブレード２８はプランジャ１６に固定さ
れると共にスプリング５０によりローラ３２に押圧され
ている。従って、カムプレート２８がドライブシャフト
２によって回転され、ローラ３２とカムプレート２８の
接触状態に応シてカムプレート２８のカム山がローラ３
２に乗上ることによって、プランジャ１６は１回転中に
気筒数と同じ回転だけ往復動される。

燃料噴射ポンプの下部には、燃料送油圧力の変化を利用
してドライブシャフト２と１ランジヤ１６を駆動するカ
ムプレート２８との位相を変化させて燃料噴射時期を変
化させる油圧式タイマ（９００展開して図示）５２が設
けられている。このタイマ５２によれば、スプリング５
４がタイマピストン５６を噴射遅れの方向に押しており
、エンジン回転数が上昇すると、送油圧力が上昇してピ
ストン５６がスプリング５４０弾発力に抗して押される
ため、ロンド５８を介してローラリング３０が噴射ポン
プの回転方向と逆方向に回転され、油圧に比例して燃料
噴射時期が進められる。着火時期は、実際の着火時期を
エンジン条件によって予め定められた目標着火時期（エ
ンジン回転数とエンジン負荷から定められる）に一致さ
せるよう電磁弁４８によってピストン５６に作用する油
圧を制御することにより決定さｎる。

ドライブシャフト２の先端にはシグナルロータ６０がド
ライブシャフト２と同軸に固定され、ローラリング３０
には、シグナルロータ６０の局面に対向するようにピッ
クアップ６２が取付けられている。シグナルロータ６０
には、所定角（例えば５，６２５°）毎に凸状歯が複数
個配置されると共に、気筒数と同数等間隔に凸状歯が切
欠かれて欠歯部が形成されている。即ち、４気筒デイー
ゼルエンジンの場合には、第３図に示されるように、５
．６２５°（１１，２５°ＣＡに相当する）毎に凸状歯
６０α、６０β・・・・・・が複数個配置されると共に
、９００（１８００ＣＡに相当する）毎に欠歯部６０ａ
〜６０ｄが形成されている。従って、シグナルロータが
回転すると凸状歯がピックアップ６２に対して接近また
は離反する友め、電磁誘導によってピックアップ６２か
ら第４図に示すパルス信号が出力される。このパルス信
号の幅広の谷部は基準位置信号として作用し、その他の
部分は回転角信号として作用する。また、ピックアップ
６２とシグナルロータ６０とは、高圧室が縮少される方
向にプランジャ１６が往動される前、即ちプランジャ１
６がリフトする前に、欠歯部の１つがピックアップ６２
に接近してピックアップ６２から基準位置信号が出力さ
れるよう、即ちパルス信号の谷部の幅が広くなるように
、相対位置か定めらｎている。

また、ポンプハウジングｌＯには、吸入ボート１４を遮
断することによって燃料噴射を停止させる燃料噴射カッ
トバルブ６４が取付けられている。

デリバリバルブ３６は、ディーゼルエンジン６６の副燃
焼室に突出するように増付けられた燃料噴射弁６８に接
続されている。この副燃焼室には、グロープラグ７０及
び燃料の着火を検出する着火時期センサ７２が突出する
ように取付けられている。この着火時期センサ７２は、
光ファイバとフォトトランジスタとでｗｇされ、光ファ
イバを介して伝達される火炎による光を７オトトランジ
スタで電気信号に変換するように構成されている。

なお、７４はアクセル開度を検串するアクセルセンサ、
７６は吸気管圧力を検出する圧力センサ、７８はエンジ
ン冷却水温を検出する水温センサ、８０はグローリレー
である。また８４は気筒数と同数等間隔（４気筒エンジ
ンの場合９０°間隔）で燃料噴射用ドライブプーリ３に
配置されたバルサ、８６はバルサ８４の通過に伴って特
定位置（例えばエンジンの上死点）でクランク角基準信
号を出力するピックアップであり、９０はスタータであ
る。

第５図に上記バルサ８４とピックアップ８６の取付は状
態を示す。同図において、燃料噴射ポンプＩＯＡはポン
プ取付フランジ８８によって位置決めされている。また
燃料噴射ポンプＩＯＡを駆動するドライブシャフト２に
は、ドライブプーリ３がねじ止めされている。ドライブ
プーリ３の７ランジ８８側の側面には、気筒数と同数の
バルサ８４が等間隔に配置されている。このバルサ８４
は、４気筒エンジンの場合９００毎に４個配置される。

また、フランジ８８にはバルサ８４の通過に伴ってクラ
ンク角基準信号が出力さｎるように取付けらＣている。

このバルサ８４とピックアップ８６との相対取付位置は
、各気筒ｌサイクル間の特定位置（例えば、各気筒の上
死点）に対応する位置に燃料噴射ボンダＩＯＡのプラン
ジャが到達したとき、クランク角基準信号が出力される
ように設定されている。なお、クランク角基準信号によ
ってトリガされるタイミングでドライブプーリが照らさ
ｎる。

ピックアップ６２、着火時期センサ７２、アクセルセン
サ７４、圧力センサ７６、水温センサ７８、ピックアッ
プ８６はマイクロコンピュータ８２０入力ボートに接続
されている。また、マイクロコンピュータ８２の出力ボ
ートは、グローリレー８０を介してグロープラグ７０に
接続されていると共に、−磁弁４′４のソレノイド４６
′、電磁弁４８−ソレノイド及び燃料カットパルプ６４
のソレノイドに接続されている。またさらにマイクロコ
ンピュータ８２には、スタータ９０からスタータ信号が
入力されている。

マイクロコンピュータ８２は、第６図に示されるように
、バッファ回路８２１Ｌ　ｓ　８２　ｂ　、　８２　ｃ
　。

８２ｄ、８２ｅ、８２ｆ、波形整形回路８２ｇ。

８２ｈ、８２ｊ、マルチプレクサ８２ｊ、Ａ／Ｄ変換器
８２ｋ、入出力ボート、ＲＯＭ、ＲＡＭを有するＣＰＵ
８２１．駆動回路９２ｍ、８２ｎ、８２ｐ、８２ｑ、電
流検知回路８２ｒなどから構成されており、水温センサ
７８、圧力センサ７６、アクセルセンサ７４の各出力信
号がバッファ回路８２ａ、８２　ｂ　ｓ　８２　ｃ−マ
ルチプレクサ８２ｊ。

Ａ　／　Ｄ変換器８２ｋを介してＣＰＵ８２１に供給さ
れている。又燃料噴射ポンプの噴射量のバラツキのうち
燃料噴射ポンプの回転角方向の位相バラツキを補正する
た込の補正値を電圧値で設定すゐ位相補正器９４の出力
信号と、電磁弁４４の比容性のバラツキを補正するため
の補正値を電圧値で設定するｔ補正器９６の出力信号が
それぞれバッファ回路８２ｄ、８２ｅ、マルチプレクサ
８２ｊ。

Ａ　／　Ｄ変換器８２ｋを介してＣＰＵ８２１に供給さ
れている。

又、回転角信・号を出力するピックアップ６２の出力信
号が波形整形回路８２ｇを介してＣＰＵ８２１に供給さ
れ、クランク角基準位置信号を出力するピックアップ８
６の出力信号が波形整形回路８２ｈを介してＣＰＵ８２
１に供給されている。

′□　　又さらに着火時期センサ７２の出力信号が波形
整形回路８′２１を介してＣＰＵ８２１に供給されてい
る。なｉスタータ９０の出力信号はバッファ回路８２ｆ
を介してＣＰＵ８２１に供給されている。

ＣＰＵ８２１ＯＲＯＭには、各種制御プログラム及び燃
料噴射量を決定するための数値データ、燃料噴射カット
パルプ６４、電磁弁４８．４４、表示器９２に対する制
御データなど各種データが栖納されている。そしてＣＰ
Ｕ８２１は水温センサ７８、圧力センサ７６、アクセル
センサ７４などの出力信号を基に各種演算を行い、燃料
噴射カットパルプ６４、電磁弁４８．４４、表示器９２
の駆動を制御するための駆動信号をそれぞれ駆動回路８
２ｍ、８２ｎ、８２ｐ、８２ｑへ出力するように構成さ
れている。駆動回路８２ｍ〜８２ｑはパワートランジス
タなどスイッチング素子を有し、ＣＰＵ８２１からの駆
動信号によりそれぞれ燃料噴射カットパルプ６４、電磁
弁４８、表示器９２を駆動することができる。

又駆動回路のうち駆動回路８２ｐには、電流検知回路８
２ｒが設けらｎており、駆動回路８２ｐは電流検知回路
８２ｒの定電流制御により、電磁弁４４へ供給する駆動
信号の電流値が常に一定となるように制御されている。

また、ＲＯＭには、各稙制御プログラム及び燃料噴射量
を決定するための数値データ、着火時期センサ７２の故
障診断を行うための判定基準値など各撫のデータが格納
されている。

本実施例は以上の構成からなり、次にその作用をｗＩＩ
図のフローチャートに基づいて説明する。

第７図において、マイクロコンピュータ８２は、スター
タ９０の出力信号を取り込み（ステップ２００）、始動
時か否かの判定を行う（ステップ２ｏ２）。このステッ
プでＹＥＳと判定されたときにはステップ１０４に移り
着火時期センサ７２の故障診断を停止する処理を行う。

一方、ステップ２０２でＮｏと判定されたときにはステ
ップ２０６に移り、水温センサ７８の検出出力を取り込
み、水温が６０℃以下か否かの判定を行う（ステップ２
０８）。即ち、ステップ２０６．２０８においては冷間
時か否かの判定を行う。そしてこのステップでＮｏと判
定されｔときにはステップ２０４に移シ、ＹＥＳと判定
されたときにはステップ２１０の処理に移る。

ステップ２１０においてはピックアップ６２の出力信号
を取り込み、ステップ２１２の処理に移る。ステップ２
１２ではピックアップ６２の検出出力によるエンジン回
転数ＮＫが１１００Ｏｒｐを越え次か否かの判定を行う
。即ち、このステップでは降板時か否かの判定を行う。

そしてこのステップでＮＯと判定されたときにはステッ
プ２０４の処理に移シ、ＹＥＳと判定されたときにはス
テップ２１４の処理に移る。

ステップ２１４においてはアクセルセンサ７４の出力を
取り込み、ステップ２１６の処理に移る。

ステップ２１６ではアクセルセンサ７４の検出出力によ
りアクセル全閉か否か、即ちアイドル時か否かの判定を
行う。このステップでＹＥＳと判定されたときにはステ
ップ２０４の処理に移り、ＮＯと判定されたときにはス
テップ２１８の処理に移る。

ステップ２１８においては、減速時か否かの判定を行う
ために、マイクロコンピュータ８２から電磁弁４４へ出
力される最終燃料噴射量に対するＮ　令（ｉｌ［Ｑ　Ｆ
　Ｉ　Ｎ　ｉｚ’　ｌ　Ｏｍ”　／　ｓ　ｔか否かの判
定を行う。このステップでＹＥＳと判定されたときには
ステップ２０４の処理に移り、ＮＯと判定され次ときに
はステップ２２０の処理に移る。

ステップ２２０においては、着火時期センサ７２の出力
を監視し、着火時期センサ７２から０．５秒間Ｉ／ｃ１
回以上着火検出信号が出力されたか否かの判定を行う。

ｐＩＩち、アイドル時にエンジンが７０Ｏｒｐｍで運転
されているときでも、０，５秒間には少なくとも４回以
上着火検出出力が検出されるため、本実施例においては
、０．５秒間に１回以上着火検出信号が出力されるか否
かの判定を行うこととしている。そしてこのステップで
ＹＥＳと判定されたときにはステップ２０４に移り、Ｎ
Ｏと判定されたときにはステップ２２２の処理に移る。

ステップ２２２においてはディーゼルエンジン６６の運
転状態のうち、始動時、アイドル時、減速時、冷間時、
降板時を含む運転時以外に着火時期センサ７２から一定
時間内に着火検出信号が出力されないとして着火時期セ
ンサ７２の故障と判定し、表示器９２に表示信号を出力
し、表示器９２の画面上に着火時期センサ７２の故障表
示を行い、このルーチンでの処理を全て終了する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればディーゼル機関の
運転状態のうち始動時、アイドル時、減速時及び冷間時
を含む運転時には着火時期センサの出力による着火時期
センサの故障診断を停止し、前記運転時以外に、着火時
期センサから一定時間内に着火検出信号が出力されない
ときには着火時期センサの故障と判定するようにしたた
め、ディーゼル機関の運転状態に応じて着火時期センサ
の故障診断を正確に行うことができるという優れた効果
が得らする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するためのフローチャート、第２
図は本発明が適用された実施例の構成図、□第３図は第
２図のシグナルロータの構成説明図、第４図は第３図の
シグナルロータの回転に伴ってピックアップから出力さ
ｎるパルス信号の波形図、第５図はバルサとピックアッ
プとの取付状態を説明するための図、第６図はマイクロ
コンピュータ８２の構成説明図、第７図は第２図に示す
装置の作用を説明するためのフローチャートである。 ４４．４８・・・電磁弁、５６・・・タイマピストン、
６２．８６・・・ピックアップ、６８・・・燃料噴射弁
、７２・・・着火時期センサ、７４・・・アクセルセン
サ、７８・・・水温センサ、８２・・・マイクロコンピ
ュータ、９０・・・スタータ、９２・・・表示器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　燃料の着火を検出する着火時期センサの出力を
   監視し、デイーゼル機関の運転状態のうち始動時、アイ
   ドル時、減速時及び冷間時を含む運転時には着火時期セ
   ンサの出力による着火時期センサの故障診断を停止し、
   前記運転時以外に着火時期センサから一定時間内に着火
   検出信号が出力されないときには着火時期センサの故障
   と判定することを特徴とするデイーゼル機関における着
   火時期センサの故障診断方法。