JPS61201853A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射フエイルセイフ装置 - 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１ 本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射フェイルセイ
フＩＩＩに係り、特に、ｍｔａ弁スピル式の燃料噴射ポ
ンプを備えた自動車用ディーゼルエンジンに用いるのに
好適な、エンジン運転状態に応じてオンオフデユーティ
制御される高圧電磁弁により、燃料噴ｔｆＪＩを制御す
るようにしたディーゼルエンジンの燃料噴射フェイルセ
イフ装置の改良に関する。 （従来の技術］ 近年、電子ＩＩＩ御技術、特にデジタル制御技術の発達
と共に、ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプを電子的
に制御するようにした、いわゆる電子Ｉ１１御ディーゼ
ルエンジンが実用化されている。 燃料噴射ポンプを電子制御する方法には種々あるが、そ
の１つに、燃料噴射ポンプにおける燃料のスピルをｆｉ
ｌ弁で制御するようにした、いわゆるｖ４罎スピル式の
燃料噴射ポンプがある。この電磁スピル式の燃料噴射ポ
ンプにおいては、燃料噴射量が目標値に達した時点で、
高圧電磁弁によりスピルボートを開放して、燃料の圧送
路りを制御することにより、燃料噴射量をＩＩ　ａｌｌ
するものである。 このような高圧電磁弁により燃料噴射量をｉ、ｌＪ御す
るｆイーゼルエンジンにおいて、前記高圧電磁弁として
ノーマルクローズタイプの電磁弁を使用する場合、電磁
弁のソレノイドが断線したり異物が？１１１弁の通路を
塞いでしまった場合には、燃料噴射ポンプが全量噴射状
態になり、制御不能になってオーバーランとなる。又、
ノーマルオープンタイプの電磁弁を使用する場合、制御
回路の故障や電磁弁のワイヤハーネスがバッテリと短絡
する等によっで′Ｒ電磁弁ソレノイドに電流が継続して
流れた場合には、上記と同様に全量噴射状態になり、や
はり制御不能となってオーバーランが発生するという問
題点を有していた。 このような問題点を解消するものとして、特開昭５６−
４７６３０では、エンジン回転数の異常な上昇が検出さ
れた時に、燃料カットソレノイドを閉じて燃料の供給を
停止することが提案されている。 又、出願人は既に実願昭５９−１３７７７で、目標エン
ジン回転数と実エンジン回転数の差が所定ｌＩａ以上で
ある時に、同じく燃料カットソレノイドを閉じて燃料の
供給を停止することを提案している。 【発明が解決しようとする問題点】 しかしながら、従来はいずれも、電磁スピル弁とは別個
の燃料カットソレノイドを設け、エンジン回転数の異常
が検出された時に該燃料カットソレノイドにより燃料を
遮断するものであったため、電磁弁自体を保護すること
はできず、電磁弁駆動回路、ワイヤハーネス等の故障に
より電磁スピル弁に電源電圧が印加され、電流が流れ続
けた場合には、電磁スピル弁が故障してしまう。又、エ
ンジン回転数から異常を検出するようにしていたため、
異常の検出が間接的であり、応答が遅い等の問題点を有
していた。 【発明の目的） 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、高圧電磁弁への連続通電による過熱の結果引起こ
される、コイルショート、パルプ詰り、焼損等の２次故
障を防止することができるディーゼルエンジンの燃料噴
射フェイルセイフ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１ 本発明は、エンジン運転状態に応じてオンオフデユーテ
ィ制御される高圧電磁弁により、燃料噴！）１糟を制御
するようにしたディーゼルエンジンの燃料噴射フェイル
セイフ装置において、第１図にその要旨構成を示す如く
、前記高圧電磁弁の駆動回路出力側に直列に接続された
フェイルセイフリレーと、前記Ｎ磁片駆動回路の出力を
監視し、少くとも連続通＊状態となった故障時を検出し
て前記フェイルセイフリレーを作動させ、少くとも前記
高圧１［弁への通電を停止させる故障検出回路と、を備
えることにより、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記故障検出回路が高圧電磁
弁と電磁弁駆動回路間の電線の断線も検出するようにし
て、より広い範囲の故障に対応できるようにしたもので
ある。 又、本発明の他の実施ＢＦｓは、眞記故障検出回路が、
故障検出時に、前記高圧電磁弁と並列接続された燃料停
止弁への通電も停止するようにして従来別個であった燃
料停止弁の駆動も同一の７エイルセイフリレーで駆動さ
れるようにし、回路の簡略化、コストダウン及びシステ
ム信頼性の向上を図ったものである。 【作用１ 本発明においては、エンジン運転状態に応じてオンオフ
デユーティ制御される高圧電磁弁により燃料噴射量を制
御するに際して、高圧電磁弁の駆動回路出力ＰＡ１に７
エイルセイフリレーを直列に接続すると共に、電磁弁駆
動回路の出力を監視し、少くとも連続通電状態となった
故障時を検出して前記フェイルセイフリレーを作動させ
、少くとも前記高圧電磁弁への通電を停止させるように
している。従って、高圧電磁弁への連続通電による過熱
の結果引起こされる、コイルショート、弁自体の固着、
樹脂の流れ出しによる詰り、焼損等の故障を防止するこ
とができる。 【実施例１ 以下、図面を参照して、本発明に係る燃料噴射フェイル
セイフ装置が採用された、自動車用の電子ＩＩＩ　Ｉｔ
ディーゼルエンジンの実施例を詳細に説明する。 本実施例には、第２図に示す如く、エアクリーナ（図示
省略）の下流に配設された、吸入空気の温度を検出する
ための吸気温センサ１２が備えられている。該吸気温セ
ンサ１２の下流には、排気ガスの熱エネルギにより回転
されるタービン１４Ａと、該タービン１４Ａと連動して
回転されるコンプレッサ１４Ｂからなるターボチャージ
ャコ４が備えられている。該ターボデヘアージャ１４の
タービン１４Ａの上流側とコンプレッサ１４Ｂの下流側
は、吸気圧が上昇し過ぎるのを防止するためのウェスト
ゲート弁１５を介して連通されている。 前記コンプレッサ１４Ｂ下流側のベンチュリ１６には、
アイドル時に吸入空気のＷｌ量をきり限するための、運
転席に配設されたアクセルペダル］７と連動して非線形
に回動するようにされた主吸気絞り弁１８が備えられて
いる。前記アクセルペダル１７の開度（以下、アクセル
開度と称する）Ａｃｃｐは、アクセル位置センサ２０に
よって検出されている。 前記主吸気絞り弁１８と並列に副吸気絞り弁２２が備え
られており、該副吸気絞り弁２２の開度は、ダイヤフラ
ム装置２４によって制御されている。該ダイヤフラム装
置１２４には、負圧ポンプ２Ｇで発生した負圧が、負圧
切換弁（以下、ｖＳｖと称する）２８又は３０を介して
供給される。 前記吸気絞り弁１８．２２の下流側には吸入空気の圧力
を検出するための吸気圧センサ３２が備えられている。 ディーゼルエンジン１０のシリンダヘッド１０Ａには、
エンジン燃焼室１０Ｂに先端が臨むようにされた噴射ノ
ズル３４、グロープラグ３６及び着火時期センサ３８が
備えられている。又、ディーゼルエンジン１０のシリン
ダブロック１０Ｃには、エンジン冷却水温を検出するた
めの水温センサ４０が瀬えられている。 前記噴射ノズル３４には、Ｎ１１スピル式の噴射ポンプ
４２から燃料が圧送されてくる。該噴射ポンプ４２には
、ディーゼルエンジン１０のクランク軸の回転と連動し
て回転される駆動軸４２Ａと、該駆動軸４２Ａに固着さ
れた、燃料を加圧するためのフィードポンプ４２Ｂ（第
２図は９０゛展開した状態を示す）と、燃料供給圧を調
整するための燃圧調整弁４２Ｃと、前記駆動軸４２Ａに
固着されたギヤ４２Ｄの回転変位から基準位置、例えば
上死点（ＴＤＣ）を検出するための、例えば電磁ピック
アップからなる基準位置センサ４４と、同じく駆動軸４
２Ａに固着されたギヤ４２Ｅの回転変位からエンジン回
転数を検出するための、例えば’１ｌｌＲ…ピックアッ
プからなるエンジン回転数センサ４６と、フェイスカム
４２Ｆとプランジャ４２Ｇを往復動させ、又、そのタイ
ミングを変化させるためのローラリンク４２Ｈと、該ロ
ーラリング４２ト１の回動位置を変化させるためのタイ
マピストン４２Ｊ（第２図は９０°展開した状態を示す
〉と、該タイマピストン４２Ｊの位置を制御することに
よって噴射時期を制御するためのタイミングＬｌｌ仰弁
（以下、ＴＣＶと称する）４８と、スごルボート４２Ｋ
を介してのプランジャ４２Ｇからの燃料逃し時期を変化
させることによって燃料噴射量を制御するための電磁ス
ピル弁５０と、異常時に燃料をカットするための燃料カ
ットソレノイド５２と、燃料の逆流や後型れを防止する
ためのデリバリバルブ４２　Ｌと、が尚えられている。 前記グロープラグ３６には、グローリレー３７を介して
グロー電流が供給されている。 Ｏｆｆ記吸気副センサ１２、アクセル位置センサ２Ｏ１
吸気圧センサ３２、着火時期センサ３８、水濡センサ４
０５ｍ準位置センサ４４、エンジン回転数センサ４６、
前記グロープラグ３６に流れるグロー電流を検出するグ
ロー電流センサ５４、エアコンスイッチ、ニュートラル
セーフティスイッチ出力、車速信号等は、電子制御ユニ
ット（以下、ＥＣＵと称する）５６に入力されて処理さ
れ、該Ｅ　ＣＬＪ　５６（７）ｔｌＮ：Ｊ：ツＴ、［Ｖ
ＳＶ２８．３０、グロー！Ｊｔｚ−３７、ＴＣＶ４８、
電磁スピル弁５０、燃料カットソレノイド５２等が制御
される。 前記ＥＣＵ３６は、第３図に詳細に示す如く、各種演算
処理を行うための中央処理ユニット（以下、ＣＰＵと称
する）５６Ａと、バッファ５６Ｂを介して入力される前
記水温センサ４０出力、バッファ５６Ｃを介して入力さ
れる前記吸気温センサ１２出力、バッファ５６Ｄを介し
て入力される前記吸気圧センサ３２出力、バッファ５６
Ｅを介して入力される前記アクセル位置センサ２０出力
、バッファ５６Ｆを介して入力される位相補正電圧信号
、バッファ５６Ｇを介して入力されるτ補正電圧信号等
を順次取込むためのマルチプレクサ（以下、ＭＰＸと称
する）５６日と、該ＭＰＸ５６Ｈ出力のアナログ信号を
デジタル信号に変換してＣＰ　Ｕ　５６　Ａに取込むた
めのアナログーデジタ／ｌ／＊換Ｗ　（以下、Ａ／Ｄ変
換器と称する）５６Ｊと、前記エンジン回転数センサ４
６出力を波形整形してＣＰＵ５６Ａに取込むための波形
整形回路５６にと、前記基準位置センサ４４出力を波形
整形してＣＰＵ５６Ａに取込むための波形整形回路５６
Ｌと、前記着火時期センサ３８出力を波形整形してＣＰ
Ｕ５６Ａに取込むための波形整形回路５６Ｍと、スター
タ信号をＣＰＵ５６Ａに取込むためのバッファ５６Ｎと
、エアコン信号をＣＰＵ５６Ａに取込むためのバッファ
５６Ｐと、トルコン信号をＣＰＵ５６Ａに取込むための
バッファ５６Ｑと、前記ＣＰＵ５６Ａの演算結果に応じ
て前記燃料カットソレノイド５２を駆動するための駆動
回路５６Ｒと、前記ＣＰＬＪ５６Ａの演算結果に応じて
前記ＴＣＶ４８を駆動するための駆動回路５６Ｓと、前
記ＣＰＵ５６Ａの演算結果に応じて前記電磁スピル弁５
０を駆動するための駆動回路５６Ｔと、前記１ｉ磁スピ
ル弁５０に流れる電流を検出して前記駆動回路５６Ｔに
フィードバックするための電流検出回路５６Ｕと、低電
圧を検出して前記駆動回路５６Ｔに入力するための低電
圧検出回路５６Ｖと、前記ＣＰＵ５６Ａの演算結果に応
じて自己診断信号（以下ダイアグ信号と称する）を出力
するための駆動回路５６Ｗと、前記ＣＰＵ５６Ａの演算
結果に応じて警告灯を駆動するための駆動回路５６Ｘと
から構成されている。 ここで、前記位相補正電圧信号は、噴射ポンプ４２に基
準位置センサ４４を取付ける際に発生する正規の位置と
実際の取付は位置との位相差等を補正するための信号で
ある。又、前記τ補正電圧信号は、前記噴射ポンプ４２
における各部品の個体差による応答性のずれを補正する
ための信号である。 又、本発明に係るフェイルセイフ回路は、第４図に詳細
に示す如く、前記′Ｒ１１スピル弁５０の駆動回路５６
Ｔの出力側の電磁スピル弁５０より上流側に直列に接続
された、ノーマルオーブンタイプの７エイルセイフリレ
ー６０と、前記駆動回路５６丁の出力を監視し、連続通
電状態及びＷ１磁スピル弁５０と駆動回路５６Ｔ間のワ
イヤハーネスが断線した故障時を検出して前記フェイル
セイフリレー６０を作動させ、前記電磁スピル弁５０及
びこれと並列に接続された前記燃料カットソレノイド５
２への通電を停止させる故障検出回路６２とから構成さ
れている。 前記故障検出回路６２は、同じく第４図に詳細に示す如
く、トランジスタ６２Ａ１６２Ｂと、充分大きな時定数
を持たせられたコンデンサ６２Ｃ及び抵抗６２Ｄと、放
電用の比較的小さな抵抗６２Ｅ及びダイオード６２Ｆと
、コンパレータ６２Ｇと、該コンパレータ６２Ｇ出力と
前記燃料カットソレノイド５２の駆動回路５６Ｒの出力
に応じて、前記フェイルセイフリレー６０を駆動するた
めのトランジスタ６２Ｈとから主に構成されている。 従って、電磁スピル弁５０を駆動している端子Ａの電圧
が低い場合、即ち電磁スピル弁５０が通電状態にある場
合、トランジスタ６２Ａはオフ、トランジスタ６２Ｂは
オンとなり、コンデンサ６２Ｃは比較的大きな抵抗６２
Ｄを通して充電される。コンデンサ６２Ｃ及び抵抗６２
０の時定数は充分大きく設定しであるので、電磁スピル
弁駆動のデユーティ比が時間的に最も長くなる場合でも
、コンパレータ６２Ｇの出力Ｇの値を低レベルにするス
レッショルドレベルまで電圧は上昇しない。 一方、端子への電圧が高レベルとなって、電磁スピル弁
５０が非通電状態となると、トランジスタ６２Ａはオン
、トランジスタ６２Ｂはオフとなり、コンデンサ６２Ｃ
の電荷はダイオード６２Ｆ及び比較的小さな抵抗６２Ｅ
を通して速やかに放電される。 従って、第５図に示す如く、コンパレータ６２Ｇの出力
は、正常時は高レベルとなり続け、トランジスタ６２Ｈ
をオンとし、フェイルセイフリレー６０は通電状態とな
る。一方、故障時、例えば電磁スピル弁駆動回路５６Ｔ
に故障が発生し、電磁スピル弁５０が連続通電状態とな
った場合、あるいは、電磁スピル弁５０とＥＣＵ３６間
のライ１−ハーネスがアース短絡し、やはりＮ磁スピル
弁５０が連続通電となった場合には、Ａ点の電位が低レ
ベルとなり続けるため、トランジスタ６２Ｂがオンとな
り続け、コンデンサ６２Ｃが充電され、１点が高レベル
となり、Ｇ点が低レベルとなって、フェイルセイフリレ
ー６０がオフとなる。又、抵抗６２Ｊを付加した場合に
は、？１ｆａスピル弁５０とＥＣＬＩ’５６闇のワイヤ
ハーネスの断線も検出できる。即ち、断線時に抵抗６２
Ｊを通して放電され、コンパレータ６２Ｇの出力が低レ
ベルとなる。 一方、始動時であり、且つ、電圧低下によりＣＰＵ５６
Ａがリセットされた時には、始動性を向上するべくｍ磁
スピル弁５０が連続通電状態となるので、ＮＡＮＤゲー
ト６２にの出力により、本発明による故障検出回路６２
が作動しないよう、トランジスタ６２Ａを強制的にオン
とし、トランジスタ６２Ｂをオフとする。この場合の各
部動作波形の例を第６図に示す。 本実施例においては、故障検出回路６２に抵抗６２Ｊを
付加し、電磁スピル弁５０とその駆動回路５６７間のワ
イヤハーネスの断線も検出するようにしているので、故
障の検出範囲が広い。なお、抵抗５６Ｊを省略すること
も可能である。 又、本実施例においては、燃料カットソレノイド５２を
電磁スピル弁５０と並列接続しているので、回路の簡略
化、コストダウン、システム信頼性の向上を図ることが
できる。 更に、本実施例においては、前記フェイルセイフリレー
６０としてノーマルオーブンタイプを使用しているので
、故障対策が万全である。 【発明の効果１ 以上説明した通り、本発明によれば、電磁弁駆動回路の
故障、電磁弁と電子制御ユニット間のワイヤハーネスの
アースｗＪ格等による高圧電磁弁への連続通電を防止す
ることができる。従って、連続通電によるソレノイドの
コイルショート、バルブ焼損、バルブ詰り等の２次故障
を防止して、信頼性を向上ｆることができるという優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔよ、本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴
射フェイルセイフ装置の要旨構成を示すブロック線図、
第２図は、本発明が採用された自動車用の電子制御ディ
ーゼルエンジンの全体構成を示す、一部ブロック線図を
含む断面図、第３図は、前記実施例で用いられている電
子制御ユニットの構成を示すブロック線図、第４図は、
同じく、故障検出回路の構成を示す回路図、第５図は、
前記実施例における正常時及び異常時の各ＰＡｖＪ作波
形作例形示す縮図、第６図は、同じく、始動時且つ電子
−１１１１１１ユニットリセット時の各部肋作波形の例
を示す絵図である。 １０・・・ディーゼルエンジン、 ４２・・・噴射ポンプ、 ５０・・・電磁スピル弁、 ５２・・・燃料カットソレノイド、 ５６・・・電子ＩＩＩ　Ｉｌｌユニット（ＥＣＵ）、５
６Ｒ・・・燃料カットソレノイド駆動回路、５６４・・
・電磁スピル井駆動回路、 ６０・・・フェイルセイフリレー、 ６２・・・故障検出回路。 代理人　　　　高　　矢　　　　論 松　　山　　圭　　侑 ｍ；（ く

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン運転状態に応じてオンオフデユーテイ制
   御される高圧電磁弁により、燃料噴射量を制御するよう
   にしたデイーゼルエンジンの燃料噴射フエイルセイフ装
   置において、 前記高圧電磁弁の駆動回路出力側に直列に接続されたフ
   エイルセイフリレーと、 前記電磁弁駆動回路の出力を監視し、少くとも連続通電
   状態となつた故障時を検出して前記フエィルセイフリレ
   ーを作動させ、少くとも前記高圧電磁弁への通電を停止
   させる故障検出回路と、を備えたことを特徴とするデイ
   ーゼルエンジンの燃料噴射フエイルセイフ装置。
2. （２）前記故障検出回路が、高圧電磁弁と電磁弁駆動回
   路間の電線の断線も検出するようにされている特許請求
   の範囲第１項記載のデイーゼルエンジンの燃料噴射フエ
   イルセイフ装置。
3. （３）前記故障検出回路が、故障検出時に、前記高圧電
   磁弁と並列接続された燃料停止弁への通電も停止させる
   ようにされている特許請求の範囲第１項記載のデイーゼ
   ルエンジンの燃料噴射フエイルセイフ装置。