JPS6232244A - デイ−ゼルエンジンの制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、少なくとも、ディーゼルエンジンの吸気絞り
を制御するとともに、燃料噴射時期−を噴射燃料の燃焼
時期に基づいてフィードバック制御するディーゼルエン
ジンの制御装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御は燃料
噴射ポンプに備えられたタイマ機構など燃料噴射時期調
整部材を、マイクロコンピュータなど中央制御１ＩＩＩ
装置により回転数、水温、燃料噴射量（アクセル開度）
など運転状態に応じて操作することにより行なわれる。

しかし、個々のエンジンの圧縮比のばらつきや制御部品
の性能の経年変化、燃料性状の違いなどにより適正な燃
料噴射時期制御が困難になることがあった。

そこで、本発明の出願人は、特開昭５８−７００２９号
公報に開示され、また第一図に概略的に示すように、気
筒内の燃料燃焼に伴い発生する光を検出しこの光量に対
応する電気信号を発生する着火検出器（図中の符号Ｍｌ
）を設け、この着火検出器Ｍ１の信号に基づき検出した
実際の燃料噴射時期とエンジンの運転条件に基づき燃料
噴射時期設定手段Ｍ２にて定めた燃料噴射時期との誤差
がなくなるよう修正手段Ｍ４により燃料噴射時期調整部
材Ｍ３を操作する噴射時期制御装置を提案した。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この種の噴射時期制御装置には次のよう
な問題が残されている。すなわち、この制御装置で用い
られる着火検出器は燃焼光をサファイヤ等の透光体を介
して入光するタイプであるため、燃焼状態が悪化すると
着火検出器の透光体の受光面に煤など未燃焼物が付着し
て燃焼光を的確に受光できなくなるおそれがある。この
場合、実燃料噴射時期による噴射時期制御を行なうこと
が不可能となり、排気エミッションの悪化を招くという
問題がそれでおる。特に、第一図の下部にその概略構成
を示す吸気絞り制御、つまり、アイドル時における騒音
低減や燃費の向上を主目的として、少なくともアイドル
運転時に吸気絞り量設定手段Ｍ５により吸気絞り量を設
定しこの設定値に基づき吸気絞り弁Ｍ６の開度を制御す
る吸気絞り制御を併せて行なった場合、燃焼状態一層の
悪化が招かれ易いことから、未燃焼物による着火検出器
の不具合の発生頻度が増大する傾向を示す。

なおこの種の騒音低減などを目的とする装置として例え
ば特開昭５８−１６５５６０号公報に洲示されるものが
ある。

本発明は、前記にかんがみ、着火検出器からの検出信号
が正常に得られなくなると、オープンループ制御による
噴射時期制御を行なうようにし、さらに、この時点で吸
気絞り制御が行なわれている場合にはこの吸気絞り制御
を停止させることにより、燃焼状態を改善し、これによ
って着火検出器の受光面に付着した未燃焼物を除去し、
着火検出器の信号を使用した燃料噴射時期の制御を再開
しうる制御装置を提供することを目的とする。

［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なされた本発明は、第１図に
示すように、 ディーゼルエンジンの燃焼光に応じた信号を発生する着
火検出器Ｍ１と、 ディーゼルエンジンに燃料を噴射する燃料噴射ポンプに
備えられた燃料噴射時期調整部材Ｍ３と、ディーゼルエ
ンジンの吸気通路の開度を調整する吸気絞り弁Ｍ６と、 燃料噴射時期設定手段Ｍ２と、この手段Ｍ２により設定
された燃料噴射時期と前記着火検出器Ｍ１の信号による
実際の燃料噴射時期との誤差を修正するよう前記燃料噴
射時期調整部材Ｍ３を作動する信号を出力する修正手段
Ｍ４０と、吸気絞り量を設定しこの設定値に対応する信
号を前記吸気絞り弁Ｍ６へ出力する吸気絞り但設定手段
Ｍ５０と を備え、燃料噴射時期および吸気絞り吊を制御する装置
において、 前記着火検出器Ｍ１の信号にもとづき着火検出系統の不
具合を検出する不具合検出手段ＭＩＯを設け、かつ、 この不具合検出手段Ｍ１０により不具合が検出されると
、出力が前記設定された燃料噴射時期自体と対応するよ
う前記修正手段Ｍ４０を構成するとともに、同じく不具
合が検出されると、出力が吸気絞り量零に対応するよう
前記吸気絞り量設定手段Ｍ５０を構成する ことを特徴とする。

［作用］ このように、着火検出器にて燃焼状態を的確に把握でき
なくなると、このような不具合を検出し、オープンルー
プ制御による燃料噴射時期制御を開始するとともに吸気
絞り制御を解除する。

従って、前記不具合発生後においても燃料噴射時期を制
御することができ、しかも、吸気絞り制御解除により吸
入空気量が増大され良好な燃焼状態への回復がのぞめる
ようになる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第２図はディーゼルエンジンの制御装置のブロック図、
第３図は同装置のシステム図を示している。１０は制御
装置の中心部としてのＣＰＵ　（セントラルプロセッシ
ングユニット）で、ＲＯＭ１１内に格納されたプログラ
ムおよびデータに基づき、俊速の制御に関する各種演算
制御処理を行なう。１２はＲＡＭ、１３は入力ポートで
、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
、パルス入力信号の波形を整形する波形整形回路、バッ
ファ回路等を内蔵する。１４は出力ポートで、エンジン
吸気通路に設けられた吸気絞り弁４や燃料噴射ポンプに
備えられ燃料噴射時期を調整するタイマ機構２のための
制御データ（パルスのデユーティ比）をセットするカウ
ンタ等を内蔵し、これらＣＰＵ１　Ｏ５ＲＯＭ１１、Ｒ
ＡＭ１２、入力ポート１３、出力ポート１４は共通バス
によって接続されている。３はシリンダヘッドの一部に
貫通させた孔に装着される着火検出器でおり、シリンダ
内で燃料が燃焼した際の燃焼光を、サフフイヤ等透光体
の受光面から入光させ、この光をフォトトランジスタな
ど受光素子にて電気信号へ変換するタイプのものである
。１５はクランク軸の回転数に応じた周波数のパルス信
号を出力する回転数検出器であり、第３図に示すように
、クランク軸の回転にしたがって駆動される燃料噴射ポ
ンプ２５のドライブシャフトに軸着された歯車状のタイ
ミングロータ２９に対向して電磁ピックアップを配設し
て構成され、この回転数検出器１５からプランジャの上
死点位置を示す上死点信号も得られる。１６はエンジン
の負荷を検出する負荷検出器であり、具体的には、アク
セルペダルの踏込量に応じた信号を発生するポテンショ
メータである。

１７は吸入空気温を検出するサーミスタ式の吸気温検出
器、１８は冷却水温を検出する同様な冷却水温検出器で
ある。これら回転数検出器１５、負荷検出器１６、吸気
温検出器１７、冷却水温検出器１８は入力ポート１３に
接続される。２０は駆動回路１９を介して出力ポート１
４に接続される周知のタイマコントロールバルブであり
、第３図に示すように、燃料噴射ポンプ２５に配設され
たタイマ機構２の内部に油圧を供給する油圧管路２６に
設けられ、出力ポート１４から出力されるパルス制御信
号のデユーティ比によりその開度が制御される。タイマ
機構２は、タイマピストン２７の移動により燃料噴射ポ
ンプのローラリングを動かして噴射時期を変えるように
構成され、タイマピストン２７はコイルばね２８による
第３図右方向への付勢力と、タイマコントロールバルブ
２０に印加される前記デユーティ比に比例した大きさと
なる室２８ｂ内の圧力つまりタイマピストン２７を第３
図左方向に動かそうとする力とがつり合う位置に位置し
、この位置によりローラリングの回転位相いいかえると
燃料噴射時期が定まる。

２２は駆動回路２１を介して出力ポート１４に接続され
た絞り弁コントロールバルブであり、第３図に示すよう
に、機関のベンチュリに設けた吸気絞り弁４を動かすダ
イヤフラム式のアクチュエータ３０に負圧を印加する負
圧管路３１に取付けられる。この絞り弁コントロールバ
ルブ２２は出力ポート１４から出力される信号によって
例えば、アイドル時に吸気絞り弁４を絞るように動作す
る。

２４はシリンダヘッドに取付けられたグロープラグであ
り、低温始動時以外にも、燃焼状態が悪化した際、つま
り着火検出器３から正常な信号が得られないとき、ＣＰ
Ｕ１０からの指令により通電されるように、出力ポート
１４からの制御信号を入力する駆動回路２３に接続され
る。

次に、上記構成の制御装置の主要な動作をＣＰＵ１０；
６＜実行する第４図のフローチャートに基づき説明する
。

この処理ルーチンに入ると、先ず、ステップ１１０でタ
イマをスタートさせ、ステップ１２０にて、着火検出器
３からの着火信号が入力されたか否かを判定する。ここ
で、着火信号が入力された場合、次にステップ２１０に
進み、回転数データや負荷データなどから目標とする燃
料噴射時期ＴＯが算出される。ざらに、ステップ２２０
にて、回転数検出器１５からの上死点信号と着火検出器
３からの着火信号より実際の燃料噴射時期Ｔａが算出さ
れ、次に、ステップ２３０にて、前記設定による燃料噴
射時期Ｔｏと実燃料噴射時期Ｔａとの差Δ丁を算出する
。次に、ステップ２４０に進み、この噴射時期の差ΔＴ
とＯを比較し、差ΔＴがＯより大きい場合にはステップ
２５０に進んで、タイマコントロールバルブ２０の制御
値となるパルスデューティ比を増大させ、差ΔＴがＯよ
り小さい場合、このパルスデューティ比を減少させ、差
ΔＴがＯであれば、前回のデユーティ比をそのまま制御
値とする。このように、実燃料噴射時期が目標の燃料噴
射時期に向かうように着火信号に基づきフィードバック
制御する。

一方、ステップ１２０にて、着火信号が入力されてこな
い場合には、ステップ１３０に進み１．タイマのカウン
ト時間が０．５秒経過したか否かを判定し、０．５秒間
が経過するまではステップ１２０と１３０を繰り返す。

そして、０．５秒間が経過しても着火信号が入力されな
い場合には、次にステップ１４０に進み、エンジンの運
転状態に応じて決定されるデユーティ比をタイマコント
ロールバルブ２０の制御値とｒる。

次に、ステップ１５０に進み、回転数検出器１５からの
回転数データと負荷検出器１６からの負荷データに基づ
き、アイドル運転時か否かを判定し、アイドル時であれ
ばステップ１７０に進んで、アイドル時に行なっていた
吸気絞り弁４による吸気絞り制御を停止し、吸気絞り弁
４を全開にする。

そして、次にステップ１８０にて、吸気絞り制御の停止
時間をカウントするカウンタの値ｎに１を加え、次のス
テップ１９０でカウンタの値ｎが設定値Ａより大きいか
否かを判定し、ｎがＡより大きい場合には、吸気絞り制
御を停止しても着火検出器３の受光面の未燃焼物が除去
できないか、或は着火検出器３自体の故障として、次に
ステップ２００に進み、故障表示を行なう。

このように、着火検出器３からの着火信号が得られない
場合には、タイマコントロールバルブのデユーティ比を
運転状態に応じて決定された値に固定し、排気エミッシ
ョンの悪化を最小限に押えることができる。さらに吸気
絞り制御を行ない未燃焼物が受光面に付着しやすいアイ
ドル時であれば、一定時間吸気絞り制御を停止して未燃
焼物を受光面から除去し、着火信号に基づく良好なフィ
ードバック制御が行ない得る状態に戻すことができる。

第５図は他の実施例のフローチャートを示している。

ここでは、先ず、ステップ３１０でタイマをスタートさ
せ、ステップ３２０にて、着火検出器３からの着火信号
が入力されたか否かを判定する。

ここで、着火信号が入力された場合、次にステップ３３
０に進み、回転数データや負荷データなどから目標燃料
噴射時期ＴＯが算出される。ざらに、ステップ３４０に
て、回転数検出器１５からの上死点信号と着火検出器３
からの着火信号より実際の実燃料噴射時期Ｔａが算出さ
れ、次にステップ３５０にて、目標燃料噴射時期ＴＯと
実燃料噴射時期Ｔａの差ΔＴを算出する。次に、ステッ
プ３６０に進み、この噴射時期の差ΔＴとＯを比較、し
、差ΔＴがＯより大きい場合にはステップ３７０に進み
、タイマコントロールバルブ２０の制御値となるパルス
デューティ比を増大させ、差ΔＴがＯより小さい場合、
このパルスデューティ比を減少させ、ざらに、差ΔＴが
Ｏであれば前回のデユーティ比をそのまま制御値とする
。そして、着火信号が正常に入力される間は上記のステ
ップ３１０〜３９０が繰り返し実行され、実燃料噴射時
期が最良の目標燃料噴射時期に向かうように、入力され
た着火信号に基づき、燃料噴射時期のフィードバック制
御が行なわれる。

一方、ステップ３２０にて、着火信号が入力されない場
合には、次にステップ４００に進み、タイマのカウンタ
時間が０．５秒経過したか否かを判定し、０．５秒が経
過するまではステップ３２０と４００を繰り返す。そし
て、この間に着火信号が入力されればステップ３３０に
進み、０．５秒間が経過しても着火信号が入力されない
場合には、次にステップ４１０に進み、エンジン運転状
態に応じて決定されるデユーティ比をタイマコントロー
ルバルブ２０の制御値とする。

ざらに、ステップ４２０に進み、回転数検出器１５から
の回転数データと負荷検出器１６からの負荷データに基
づき、アイドル運転状態か否かを判定し、アイドル状態
でなければこのルーチンを終了し、アイドル状態であれ
ばステップ４３０に進む。そして、ステップ４３０では
アイドル時に行なっていた吸気絞り弁４による吸気絞り
制御を停止し、吸気絞り弁４を全開にする。その後、ス
テップ４４０にて吸気絞り制御の停止期間をカウントす
るカウンタの値ｎに１を加え、次のステップ４５０でカ
ウンタの値ｎが設定値Ａより大きいか否かを判定し、ｎ
がＡより小さい場合には再び最初のステップ３１０に戻
る。一方、ｎがＡより大きい場合には、次にステップ４
６０に進み、グロープラグ２４に通電を開始する。そし
てステップ４７０にて、グロープラグ２４の加熱時間を
カウントするカウンタの値ｍに「１」を加え、次のステ
ップ４８０でカウンタの値ｍが設定値Ｂより小さい場合
には最初のステップ３１０に戻る。一方、ｍがＢより大
きい場合には、次にステップ４９０に進み、グロープラ
グを一定時間加熱してもなお着火検出器３の受光面の未
燃焼物が除去できないか、或は着火検出器３自体に故障
がるあるとして、グロープラグ２４への通電を停止し、
ざらに、ステップ５００にて、故障表示を行なう。

このように、着火検出器３からの着火信号が得られない
負荷運転時の場合には、ステップ３１０〜４２０を繰り
返し実行し、タイマコントロールバルブのデユーティ比
を運転状態に応じて決定された値に設定するため、排気
エミッションの悪化を軽減できる。また、アイドル時に
着火検出器３からの着火信号が得られない場合には、先
ずステップ３１０〜４５０を繰り返し実行し、−吸気絞
り制御を停止するようにしたため、燃焼状態が改善され
、着火検出器３の受光面に付着した未燃焼物が除去され
ることが期待できる。そして、なお着火信号が得られな
い場合には、ざらにステップ４６０〜４８０を繰り返し
、グロープラグ２４を発熱させるようにしたため、燃焼
状態が一層改善され、着火検出器３に付着した未燃焼物
が除去されることが期待できる。そして、未燃焼物が除
去され着火検出器３からの着火信号が得られる状態に戻
れば、ステップ３１０〜３９０を繰り返し、着火信号に
基づく燃料噴射時期のフィードバック制御が再開される
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の制御装置によれば、着火
検出器からの着火信号が得られない場合、エンジンの運
転状態に応じて決定された制御値を使用するオープンル
ープ制御にて噴射時期を制御するため、フィードバック
制御による噴射時期制御が不可能となることによる排気
エミッションの悪化を軽減することができる。また、ア
イドル時に吸気絞り制御を行なう際、吸気絞り制御を停
止することにより燃焼状態を改善でき、着火検出器の受
光面に付着した未燃焼物を除去し、着火検出器の機能を
回復させて着火信号に基づく噴射時期のフィードバック
制御を再開することが期待できる。なお、グロープラグ
制御手段において、一定時間グローブラグを発熱させる
ことにより、ざらに回復可能な燃焼状態が改善され、着
火信号にもとづく噴射時期のフィードバック制御の再開
がのぞめるようになる。

例を示す制御装置のブロック図、第３図は部分断面を含
む同装置のシステム図、第４図はＣＰＵが２・・・タイ
マ機構（燃料噴射時期調整部材）３・・・着火検出器　
　　　　４・・・吸気絞り弁５・・・中央制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．ディーゼルエンジンの燃焼光に応じた信号を発生す
   る着火検出器と、 ディーゼルエンジンに燃料を噴射する燃料噴射ポンプに
   備えられた燃料噴射時期調整部材と、ディーゼルエンジ
   ンの吸気通路の開度を調整する吸気絞り弁と、 燃料噴射時期設定手段と、この手段により設定された燃
   料噴射時期と前記着火検出器の信号による実際の燃料噴
   射時期との誤差を修正するよう前記燃料噴射時期調整部
   材を作動する信号を出力する修正手段と、吸気絞り量を
   設定しこの設定値に対応する信号を前記吸気絞り弁へ出
   力する吸気絞り量設定手段と を備え、燃料噴射時期および吸気絞り量を制御する装置
   において、 前記着火検出器の信号にもとづき着火検出系統の不具合
   を検出する不具合検出手段を設け、かつ、この不具合検
   出手段により不具合が検出されると、出力が前記設定さ
   れた燃料噴射時期自体と対応するよう前記修正手段を構
   成するとともに、同じく不具合が検出されると、出力が
   吸気絞り量零に対応するよう前記吸気絞り量設定手段を
   構成する ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。