(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御サイクルで制御された圧力値で燃料を供給するために高圧ポンプ（６）が高圧回路に設けられている形式の内燃機関高圧燃料噴射装置の高圧回路における障害診断方法において、
順次連続する制御サイクルで前記高圧ポンプ（６）により発生する圧力に相関する量を監視するステップと、
前記の順次連続するサイクルにおける前記量のパターンを基準値と比較するステップと、
前記パターンが基準値と所定の関係をもっていなければ障害信号を発生させるステップとが設けられており、前記制御サイクルは、前記高圧ポンプ（６）の圧力調整用ソレノイドバルブ（７）へ供給される電流のデューティサイクルを変化させるステップをもち、
前記高圧ポンプ（６）により供給される圧力を測定するステップと、
所要圧力値と測定圧力値との誤差に基づき電流供給のデューティサイクルを計算するステップと、
計算された該デューティサイクルに基づき基準圧力値を求めるステップと、
測定圧力値と基準圧力値とを比較するステップと、
所定数の順次連続する制御サイクルにおいて、前記測定圧力値が所定の許容範囲内で前記基準圧力値と整合していなければ障害信号を発生させるステップを有することを特徴とする、
内燃機関高圧燃料噴射装置の高圧回路における障害診断方法。
【請求項２】
基準圧力値を求める前記ステップは、デューティサイクルの関数として圧力値が格納されているマップから該基準圧力値を読み出すステップを有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
高圧ポンプ（６）によりマニホルド（１０）へ供給される圧力を測定し、測定した圧力を最大基準値と比較し、所定数の順次連続する制御サイクルにおいて測定した圧力が前記最大基準値を越えていれば障害信号を発生させる、請求項１記載の方法。
【請求項４】
高圧ポンプ（６）によりマニホルド（１０）へ供給される圧力を測定し、測定した圧力を最小基準値と比較し、所定数の順次連続する制御サイクルにおいて測定した圧力が前記最小基準値よりも下回っていれば障害信号を発生させる、請求項１または３記載の方法。
【請求項５】
前記最小基準値はエンジン（１６）の速度の関数として変化する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記制御サイクルには、前記高圧ポンプ（６）の圧力調整ソレノイドバルブ（７）への電流供給のデューティサイクルを変化させるステップが含まれていおり、
前記高圧ポンプ（６）により供給される圧力を測定し、
所要圧力値と前記測定圧力との間の誤差に基づき前記電流供給のデューティサイクルを算出し、
算出されたデューティサイクルを最小基準値および最大基準値と比較し、
所定数の順次連続する制御サイクルにおいて、算出されたデューティサイクルが前記の最小基準値と最大基準値により規定された許容範囲内になければ障害信号を発生させる、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、内燃機関高圧噴射装置の高圧回路における障害診断方法に関する。
従来の技術
高圧噴射装置は実質的に燃料タンクと高圧インジェクタ供給回路を有しており、この回路自体はマニホルドへ燃料を高圧で供給するポンプを有している。そしてさらにこのポンプによって複数のインジェクタへ燃料が供給される。このポンプは、所定の圧力で燃料を供給するための圧力調整ソレノイドバルブを有している。
この種の装置において重要なことは、圧力センサにおける設定調整のずれ変動や制御部材またはインジェクタの故障あるいは回路における漏れにより、装置の動作が障害を受けないようにする目的で、高圧回路を継続的に監視することである。
本発明の開示
本発明の課題は、いかなる障害ないし機能不良であっても、発生すればそれをただちに指示できる診断方法を提供することにある。
本発明によればこの課題は、順次連続する制御サイクルで前記高圧ポンプにより発生する圧力に相関する量を監視するステップと、前記の順次連続するサイクルにおける前記量のパターンを基準値と比較するステップと、前記パターンが基準値と所定の関係をもっていなければ障害信号を発生させるステップとが設けられており、前記制御サイクルは、前記高圧ポンプの圧力調整用ソレノイドバルブへ供給される電流のデューティサイクルを変化させるステップをもち、前記高圧ポンプにより供給される圧力を測定するステップと、所要圧力値と測定圧力値との誤差に基づき電流供給のデューティサイクルを計算するステップと、計算された該デューティサイクルに基づき基準圧力値を求めるステップと、測定圧力値と基準圧力値とを比較するステップと、所定数の順次連続する制御サイクルにおいて、前記測定圧力値が所定の許容範囲内で前記基準圧力値と整合していなければ障害信号を発生させるステップを有することにより解決される。
【図面の簡単な説明】
次に、添付の図面を参照して実施例に基づき本発明の有利な実施形態について説明する。
第１図は、本発明による診断方法の適用される噴射装置における液圧系の全体図である。
第２図は、第１図の液圧系における圧力調整器の詳細図である。
第３図は、本発明による方法のブロック図である。
第４図は、最大および最小の基準圧力グラフをエンジン速度の関数として示す図である。
第５Ａ図、第５Ｂ図および第５Ｃ図は、開放位置にロックされたインジェクタにより得られる３つの異なる動作条件における圧力およびデューティサイクルを示す図である。
第６図は、適合性試験に用いられる圧力とデューティサイクルの関係を示す図である。
実施例
まずはじめに第１図を参照して、内燃機関用の高圧噴射装置について全般的に説明する。参照番号１で示されている装置は気圧におかれたタンク２を有しており、これは供給導管５を介してラジアルピストンポンプ６と接続されている。このポンプは、排出導管８を介してタンク２と接続されている圧力調整ソレノイドバルブ（または圧力調整器）を有する。
ポンプ６は燃料を高圧で導管１１に沿ってマニホルド１０へ供給する。マニホルド１０は、燃料を各インジェクタへ分配し、ポンプの動作やインジェクタの開放に起因する圧力変動を抑圧する。マニホルド１０は有利には平行６面体形の鋼鉄製ボディにより構成されており、その内部にはマニホルドの長手方向に沿って延在するシリンダ状空洞部が形成されていて、中央孔１２によって導管１１と接続されている。マニホルド１０は４つの孔１３も有しており、それらはマニホルドの長手方向に沿って間隔をおいて配置されており、エンジン１６の４つのインジェクタ１５の４つの高圧（１５００ｂａｒ以上）供給導管１４と接続されている。各インジェクタ１５は、（インジェクタを作動させるために）燃料をタンク２へ再循環させるための導管１７とも接続されている。
マニホルド１０の一方の端部には公知の圧力センサ１８が取り付けられている。
圧力調整器７は好適には第２図に示されているように構成されており、球状のシャッタ２２のための円錐形の台座２１を画定するボディ２０を有している。プッシュロッド２３により、シャッタ２２には、スプリング２４と、コア２６と共働するソレノイド２５との合成力が加わり、この場合、コア２６はロッド２７と一体化されており、さらにロッド２７自体はプッシュロッド２３と一体化されている。シャッタ２２は、ポンプ６のボディと接続されたインレット導管２８を、導管８と接続されたアウトレット導管２９から分離する。この場合、ソレノイド２５への電流供給を変化させることで、シャッタ２２に作用する閉鎖方向への力が調整され、したがってポンプ６の出力圧力が調整される。
一定の発振周波数で変調されたデューティサイクルを有する電流（ＰＷＭ−パルス幅変調）をソレノイド２５へ供給することにより圧力が調整される。この場合、圧力センサ１８により測定された実際の圧力と所望の圧力値とを考慮する閉ループ調整が用いられる。
本発明による方法は、装置１のコンポーネントの動作を周期的に検査するためのものであり、さらに特定すれば以下のことを判定するためのものである。すなわち、所要圧力を発生させるポンプ６の性能、調整器７の正確な密閉、回路中に漏れがないこと、開放位置にロックされたインジェクタの存在、調整器７を制御する電気回路の正確な動作、ならびに圧力センサ１８の感度と正確な動作を、判定する方法である。
第３図に示されている有利な実施形態によれば、４つの試験が周期的に行われる。すなわち、最大測定圧力（ブロック３０）；最小測定圧力（ブロック３１）；圧力調整器を制御するデューティサイクル（ブロック３２）；および測定圧力とデューティサイクルの適合（ブロック３３）、の４つの試験が周期的に行われる。
さらに具体的にいえば、最大測定圧力試験（ブロック３０）は、所定数（たとえば５つの）順次連続する検査において、センサ１８により測定されたマニホルド１０内の圧力が外部で設定された最大許容値たとえば１６００ｂａｒを越えていないかを判定することから成る。圧力が最大許容値（第４図の線Ａで示す）を上回ったことにより表されるのは以下の形式の障害である。すなわちこのことは、センサ１８における設定調整の変動（測定エラー）；または閉鎖位置にロックされた調整器７（導管２８から調整器７の導管２９への燃料の流れが阻止されているまたは著しく抑圧されていることによる障害）、を表している。
最小測定圧力試験（ブロック３１）は、所定数たとえば５つの順次連続する試験において、測定圧力が最小許容値よりも下回っているかを判定することから成る。最小許容値は、第４図の曲線Ｂにより示されているようにエンジン速度にしたがって変化する。圧力が最小許容値よりも下回ったことにより表されるのは以下の形式の障害である。すなわちこのことは、開放位置にロックされたインジェクタ；ポンプによる障害（要求された燃料の流れを確保できない）；回路における漏れ；またはセンサにおける設定調整の変動、を表している。エンジン速度に付随して最小許容値を増加させるのは、開放位置にロックされたインジェクタの存在を検出するために重要である。つまりこの場合、高いエンジン速度では、たとえインジェクタが開放位置にロックされていても、低いエンジン速度では許容値であって効率的な動作に相応する値を下回らない可能性がある。
圧力調整器を制御するデューティサイクルの試験（ブロック３２）は、所定数（たとえば最大値に対し５回、最小値に対し２５回の）の順次連続する検査において、このデューティサイクル（パーセント測定）が所定の最大値Ｋ２（たとえば９７％）を越えていないか、あるいは所定の最小値Ｋ１（たとえば２％）よりも下回っているかを判定することから成る。デューティサイクルが最大値を繰り返し越えたことが意味するのは、この期間において測定された圧力が調整器を制御する装置の基準値よりも持続的に下回っていることであり、このことは最小圧力試験と同じ障害を表すものであるし、さらにまた場合によっては、デューティサイクルを調整する電気回路の故障を表すものでもある。これとは逆に、デューティサイクルが繰り返し低い値であるということは、調整器を制御する装置の基準値を持続的に越えていることを意味しており、このことはセンサ１８における設定調整の変動または調整器７が過度に密であることを表す。
インジェクタが開放位置にロックされたことに起因する障害の３つの実例が第５Ａ図，第５Ｂ図および第５Ｃ図に示されており、これらの図によって、エンジンのサイクル２におけるインジェクタのロックに続いて生じる３つの異なる状態での圧力曲線（破線）とデューティサイクル曲線（実線）が示されている。さらに具体的にいえば、第５Ａ図は高い圧力状態に関するものであり、この場合には障害は、デューティサイクルが所定の限界値を繰り返し超過し続けていることに基づいて検出される。第５Ｂ図は中程度の圧力状態に関するものであり、この場合にも障害は、過度に高いデューティサイクル値に基づき検出されるが、もっともこれは第５Ａ図の場合よりも緩慢な経過である。さらに第５Ｃ図は低い圧力状態に関するものであって、この場合には障害は、所定数の回数、過度に低い圧力値が検出されることによって検出される。
測定圧力／デューティサイクル適合性試験（ブロック３３）は、デューティサイクル（さらに特定すれば調整器７へ供給される実効電流）と、マニホルド１０において測定された圧力との関係を利用しており、第６図において曲線Ｃによってこの関係が示されている。この図では基準圧力ＰＲが実効電流の関数として示されている。曲線Ｃは、使用される調整器にしたがって所定の限界値内で変化するので、基準値ＰＲは上下の許容値Ｔ（たとえば３００ｂａｒ）に割り当てられ、これによって所定の許容範囲を規定する２つの曲線Ｄ１，Ｄ２が定められる。
この適合性試験は、好適には比例積分アルゴリズムにしたがって、さらに実際の測定圧力と所要圧力の関数として、ソレノイドバルブ７への電流供給のデューティサイクル値を決定することから成る（所要圧力はたとえば本出願人による別の特許出願に記載されているエンジンパラメータに基づいて算出される）。マップを用いることで、定められたデューティサイクルに相応する基準値ＰＲ（曲線Ｃ）が求められる。さらに、センサ１８により測定された圧力値が所定の許容範囲内で基準値ＰＲと一致しているかが判定される（つまり測定圧力値が所定の許容範囲内にあるかが判定される）。所定数の順次連続する検査において圧力値が所定の範囲外にあるということは実質的に、センサ１８における設定調整の変動を表すものであり、この場合、この適合性試験が他の試験よりもゆっくりであり、他の形式の障害は一般的に早めに検出される。
（第３図においてＯＲゲート３５で示されているように）４つの試験のいずれか１つにおいて否定的な判定が下されれば、障害信号が発生されエンジンが停止される（ブロック３６）。
したがって既述の方法により、インジェクタが開放位置にロックされるというような、別の方法では検出不可能な液圧回路における障害を指摘するための、簡単かつ信頼性のある方法が提供され、これは、回路制御量における過渡的な変化において生じる障害に関係ない外部の要因を検出することで行われる。
図示した記述の方法に対し、本発明の枠を越えることなく変形を施すことができるのは自明である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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