(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内噴射式エンジンのインジェクタで噴射される燃料を圧送するための低圧ポンプおよび高圧ポンプと、燃料圧力（以下「燃圧」という。）を検出する燃圧センサと、燃圧を制御する可変燃圧プレッシャレギュレータと、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態に応じて目標燃圧値を設定する燃圧設定手段と、および前記目標燃圧値となるように前記可変燃圧プレッシャレギュレータを駆動する可変燃圧プレッシャレギュレータ駆動手段とを備えたエンジン燃料供給装置において、
燃圧状態量の変化と前記可変燃圧プレッシャレギュレータ駆動手段による駆動デューティ（Duty）の関係を示す燃圧センサ出力ラインが所定の下限ラインを越えると、前記可変燃圧プレッシャレギュレータ駆動手段による燃圧フィードバック制御が行われて、前記燃圧センサ出力ラインが設定された故障ラインに到達したことを条件として燃料制御系の故障判断を行う故障判断手段
を備えたことを特徴とするエンジン燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１において、前記燃圧センサ出力ラインが設定された故障ラインに到達したかは、設定された燃圧変化スピードから判定されることを特徴とするエンジン燃料供給装置。
【請求項３】
請求項２において、前記燃圧センサ出力ラインが設定された故障ラインに到達したかは、燃圧変化速度である燃圧変化幅によって判定されることを特徴とするエンジン燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１において、前記燃圧センサ出力ラインが設定された故障ラインに到達したかは、燃圧値を積算し、該積算された燃圧値が所定値を越えたかどうかで判定されることを特徴とするエンジン燃料供給装置。
【請求項５】
請求項１において、前記燃圧センサ出力ラインが設定された故障ラインに到達したかは、前記目標燃圧値と可変プレッシャレギュレータ駆動手段の駆動デューティ（Duty）との関係から判定されることを特徴とするエンジン燃料供給装置。
【請求項６】
請求項１において、前記燃圧センサ出力ラインで設定された故障ラインに到達したかは、燃圧値を設定し、該設定した判定燃圧値に対する検出した燃圧が下り状態の継続から判定されることを特徴とするエンジン燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃料供給装置に関し、特に筒内噴射式（ＤＩ）ガソリンエンジンのインジェクタにより噴射する燃料を圧送するための燃料供給系統を備えたエンジンの燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィードバック制御信号を用いずに燃料の圧力異常を検出し、適切な処置を実現するエンジンの燃料供給制御装置として、特開平9−119335 号公報が知られている。すなわち、この公報には、筒内噴射式ガソリンエンジンへインジェクタにより噴射される燃料を圧送するための高圧燃料供給系統と、エンジン回転数センサと、警報器と、該高圧燃料供給系統中に設けられて燃料圧力を検出する燃圧センサと、該燃料圧力が該エンジン回転数に対応して設定された上限値以上又は下限値以下のときに該警報器を付勢するコントローラと、を備えたことを特徴とするエンジンの燃料供給制御装置、さらには、該高圧燃料供給系統中にさらに電磁弁を設け、該コントローラが、該燃料圧力が該下限値以下のときに該電磁弁を閉じるように制御することを特徴としたエンジンの燃料供給制御装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高圧ポンプの圧力が異常に上昇したかあるいは減少したかを検出するのみでは、実際には運転性の悪化する領域（以下、「故障領域」という。）には至らない瞬断的な燃圧変化によって誤判定するおそれがある。
【０００４】
本発明は、前述したような故障領域に至るような故障を検知可能とし、しかも誤判定の可能性を極力小さくすることのできる燃圧制御系故障診断装置を備えたエンジン燃料供給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴の１つは、燃圧値と可変プレッシャレギュレータ駆動デューティとの関係が崩れたことを検出して燃圧制御系故障判断を行うことを特徴とする。
【０００６】
本発明の他の特徴は、燃圧フィードバック制御を行っていることを条件として、故障領域に到達する時間を設定し、この時間内において所定時間以上、燃料変化状態量の変化の発生を求めて燃料制御系の故障判断を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明は、具体的には次に掲げる装置を提供する。
【０００８】
筒内噴射式エンジンのインジェクタで噴射される燃料を圧送するための低圧ポンプおよび高圧ポンプと、燃料圧力を検出する燃圧センサと、燃圧を制御する可変燃圧プレッシャレギュレータと、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態に応じて目標燃圧値を設定する燃圧設定手段と、および前記目標燃圧値となるように前記可変燃圧プレッシャレギュレータを駆動する可変燃圧プレッシャレギュレータ駆動手段とを備えたエンジン燃料供給装置において、燃圧状態量の変化と前記可変燃圧プレッシャレギュレータ駆動手段による駆動デューティ（Duty）の関係を示す燃圧センサ出力ラインが所定の下限ラインを越えると、前記可変燃圧プレッシャレギュレータ駆動手段による燃圧フィードバック制御が行われて、前記燃圧センサ出力ラインが設定された故障ラインに到達したことを条件として燃料制御系の故障判断を行う故障判断手段を備えたエンジン燃料供給装置。
【０００９】
また、前記燃圧センサ出力ラインが設定された故障ラインに到達したかは、設定された燃圧変化スピードから判定される。
【００１０】
また、前記燃圧センサ出力ラインが設定された故障ラインに到達したかは、燃圧変化速度である燃圧変化幅によって判定される。
【００１１】
また、前記燃圧センサ出力ラインが設定された故障ラインに到達したかは、燃圧値を積算し、該積算された燃圧値が所定値を越えたかどうかで判定される。
【００１２】
また、前記燃圧変化状態量の変化は、燃圧値を積算し、該積算された燃圧値が所定値を越えたかどうかで条件判定される。
【００１３】
また、前記燃圧変化状態量の変化は、前記目標燃圧値と可変プレッシャレギュレータ駆動手段の駆動デューティ（Duty）との関係を求めて条件判定される。
【００１４】
また、前記燃圧変化状態量の変化は、前記燃圧値を設定し、該設定した判定燃圧値によって条件判定される。
【００１５】
また、前記設定された時間の範囲内を１０００ｍｓ以内とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明が適用されるエンジンシステムの一例を示したものである。図において、エンジン１が吸入すべき空気はエアクリーナ３の入口部４から取り入れられ、吸入空気量を制御する絞り弁６を設置した絞り弁装置７を通り、コレクタ８に入る。絞り弁６は、モータ１０に連結されており、モータ１０を駆動することにより絞り弁６が操作される。絞り弁６を操作して、吸入空気量を制御している。コレクタ８に至った吸入空気は、エンジン１の各シリンダ２に接続された各吸入空気管１９に分配されてシリンダ２に導かれる。
【００１８】
一方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク１１から燃料ポンプ１２により吸引，加圧された上で燃料噴射弁１３，可変燃圧プレッシャレギュレータ１４が配管されている燃料系２１に供給される。そして、この燃料系は、上記した可変燃圧プレッシャレギュレータ１４により所定の圧力に調圧され、それぞれのシリンダ２に燃料噴射口を開口している燃料噴射弁（インジェクタ）１３からシリンダ２に噴射される。また、空気流量計５からは吸気流量を表す信号が出力され、コントロールユニット１５に入力されるようになっている。
【００１９】
さらに、上記絞り弁装置７には絞り弁６の開度を検出するスロットルセンサ１８が取り付けられており、その出力もコントロールユニット１５に入力されるようになっている。
【００２０】
次に１６はクランク角センサであり、これはカム軸２７によって回転駆動され、クランク軸の回転位置を表す信号を出力する。この信号もコントロールユニット１５に入力されるようになっている。
【００２１】
２０は、排気管２８に設けられたＡ／Ｆ（空燃比）センサで、排気ガスの成分から実運転空燃比を検出，出力してその信号は同じくコントロールユニット１５に入力される。
【００２２】
９は、絞り弁装置７と一体に設けられたアクセルセンサで、アクセルペダル４９と連結されており、ドライバーがアクセルペダル４９を操作する量を検出，出力してその信号はコントロールユニット１５に入力される。
【００２３】
このコントロールユニット１５は、処理手段２６を有し、前述したクランク角信号，アクセル開度信号などのエンジンの運転状態を検出する各種のセンサなどからの信号を入力信号として取り込み、所定の演算を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力し、上記した燃料噴射弁１３や点火コイル１７や絞り弁操作のためのモータ１０に所定の制御信号を出力し、燃料供給制御，点火時期制御，吸入空気量制御を実行する。
【００２４】
電源（バッテリ）３０とコントロールユニット１５との間にはモータドライバリレー３１，コントロールユニットリレー３２およびイグニッションスイッチ３３が設けられる。３５は各種の警報灯である。
【００２５】
これらの構成については周知であるのでこれ以上の説明を要しない。燃料系に設けられた可変燃圧プレッシャレギュレータ１４に隣接して燃圧センサ２２が設けてあり、その信号はコントロールユニット１５に入力される。
【００２６】
図２は、エンジン燃料供給制御装置を示す。
【００２７】
コントロールユニット１５内の処理手段（ＣＰＵ）１００（図１では２６で示す）はバス１０１につながれ、バス１０１には入力処理回路１０２および出力処理回路１０３がつながれている。入力処理回路１０２には燃圧センサ１０７，エアフローセンサ１０８，クランク角センサ１０９，スロットルセンサ１１０，アクセルセンサ１１１，水温センサ１１２，Ｏ2 センサ１１３，イグニッションスイッチ１１４（図１では３３で示している。），スタータスイッチ１１５およびバッテリ電圧１１６からの信号が入力される。入力処理回路１０２からの処理信号はバス１０１に入力されると共に割込コントローラ１０４に入力される。タイマ１０５によって必要な時間が計測される。出力回路１０３からの出力信号は可変プレッシャレギュレータ１１７，インジェクタ１１８，インジェクタ１１９，インジェクタ１２０，インジェクタ１２１，フュエルポンプ１２２，イグナイタ１２３，警告器１２４（図１では３６で示す。）に出力される。またROM131に記録された信号はバス１０１に入力されると共に、バス１０１からの信号はRAM132およびバックアップＲＡＭ１０６に出力されて記録される。これらの構成についても周知の事項である。ＣＰＵ１００は後述する故障判断手段１３５を含む。
【００２８】
図３は、燃圧（ＭＰａ：メガパスカル）と可変燃圧プレッシャレギュレータ駆動デューティ（Duty)(％）との関係を示す。
【００２９】
図４は、燃料供給系統を示す。燃料タンク５０から燃料は低圧ポンプ４８によって高圧ポンプ４４に送られて燃圧が高められてインジェクタ４６に送られて噴射される。低圧ポンプはモータ４９によって駆動される。高圧ポンプ４４の入力側および出力側を結んだ配管にチェックバルブ４２，４３が設けられる。このような系統において、高圧ポンプ４４とインジェクタ４６とを結ぶ配管には燃圧センサ４５が設けられ、高圧ポンプ４４の出力側と燃料タンク５０とを結ぶ配管には可変圧力レギュレータ４０およびチェックバルブ４１が設けられる。
【００３０】
また、高圧ポンプ４４と燃料タンク５０とを結ぶ配管には低圧ポンプ４８に隣接して低圧レギュレータ４７が設けられている。
【００３１】
図５は、各種の解決手段を示す。
【００３２】
実施例１：
図において、この実施例をライン７１（または７１′）で示す。
【００３３】
燃圧センサ出力ライン７１に対し、燃圧センサ２２の目標燃圧ライン６１（例えば７ＭＰａ）に対して±１ＭＰａを添加した燃圧Ｆ／Ｂ不感帯ライン６３，６４が、そして故障判定不感帯ライン６５，６６が設定してある。目標燃圧ライン６１（例えば７ＭＰａ）に対し、燃圧が故障判定不感帯下限ライン６５以下に低下したことを検出して、燃圧制御系故障判断を行う。すなわち、故障判定不感帯下限ライン６５を越えたことをもって故障発生とする。上限の場合も同様である。ライン７２″で示すような場合、跳ね返りのため誤診断を行って、異常を正常とするおそれがある。この場合に重要なことは、燃圧センサ２２の信頼性の面からこの燃圧Ｆ／Ｂ不感帯下限ライン６３を越えたことをもって直ちに警報器を付勢するなどの制御を行うのではなく、燃圧Ｆ／Ｂ制御を開始することである。
【００３４】
燃圧センサ故障レベルは実際の燃圧の５０％低下、すなわち最大故障燃圧を４.５ＭＰａとしたときに実燃圧ライン６２の５０％低下と設定するものとすると、運転性を阻害するに至る、いわゆる故障到達時間を１０００ｍｓと設定することができる。この到達時間と設定し得る最短時間内に設定した時間内において燃圧センサ２２による燃圧Ｆ／Ｂ制御開始ライン６９を燃圧センサ出力ライン７１と故障判定不感帯下限ライン６５との交点６７のある線６８から開始すると共に、所定の時間、該危険燃圧下限ライン７４以下になっているかを検出したことをもって燃圧センサ２２を含む燃圧制御系の故障判断を行うものである。
【００３５】
図６および図７にそのフローチャートを示す。図６は、目標燃圧演算ステップ１６１，燃圧センサ出力値読み込みステップ１６２，燃圧フィードバック条件成立判定ステップ１６３，燃圧がフィードバック制御内かの判定ステップ１６４およびPFDUTY(new)＝PFDUTY(old)±FBDUTY判断ステップ１６５を示す。ここでPFDUTY(new)は可変燃圧プレッシャレギュレータによる制御デューティを示し、PFDUTY(old)は前回の制御デューティを示し、±FBDUTYはフィードバックされるデューティを示す。この判断制御を所定時間実行し、燃圧センサ出力ラインが故障レベルに到達するに至るか故障判定手段は判断し、故障判定と診断したときには警報器などに通知し、乗員に危険を知らせる動作を行うことになる。
【００３６】
図７は、このための動作フローを示すもので、燃圧センサ出力読み込みステップ１７１，燃圧補正係数演算ステップ１７２，燃料噴射量演算ステップ１７３を示す。
【００３７】
実施例２：
図５において、この実施例はライン７１の燃圧傾き７２を見ることから構成される。
【００３８】
この実施例は、所定時間内の燃圧変化幅（燃圧変化速度）を検出して、燃圧制御系故障判断を行うものである。すなわち、Δｔ時間に対する燃圧の降下であるΔＡＶＰＦを算出し、この値を故障判定に使用するものである。故障レベル領域７０に至るかどうかの判断は実施例１と同じであるのでここでは繰り返さない。
【００３９】
図８にこの場合フローチャートを示す。図に示すように、動作は、燃圧フィードバック中かを判定するステップ１８１，目標燃圧TPFUEL＝一定となってから  NTPFUEL(所定時間）経過したかを判定するステップ１８２，Ａ＝ΔＡＶＥＰＦ／Δｔ算出するステップ１８３，Ａ＞ＨＥＮＫＡ（燃圧変化速度）を見るステップ１８４および燃圧系異常判定ステップ１８５からなる。
【００４０】
実施例３：
図５において、この実施例は、ラインのΔｔ×ＰＦ差で故障判定を行う。すなわち、燃圧値がある目標とする燃圧に対して所定値以下の状態にある時に、燃圧値差を積算し、この積算値７３が所定値以上となったことを検出して、燃料制御系故障判断を行うものである。故障レベル領域７０に至るかどうかの判断は実施例１と同じであるので、ここでは繰り返さない。
【００４１】
図９にこの場合のフローチャートを示す。図に示すように、動作は、燃圧フィードバック中かの判定ステップ１９１，目標燃圧TPFUEL＝一定となってから    NTPFUEL経過したかを見るステップ１９２，積算値Ｂ＝Σ(TEIKA−AVEPF）算出するステップ１９３，Ｂ＞ＳＥＫＩ（積）を見るステップ１９４，燃圧制御系異常判定を行うステップ１９５からなる。
【００４２】
実施例４：
図５において、この実施例は、ＰＦ＜Ｆ／Ｂ不感帯から危険燃圧下限ライン７４到達の時間で故障を判定するものである。
【００４３】
これは、実際の故障レベルに対し、燃圧Ｆ／Ｂで実燃圧が高圧化する余裕を確保するもので、燃圧変化スピード下限値を設定するものである。この実施例によれば、異常検知のトリガが速いため、速く異常検知することができる。
【００４４】
この場合のフローチャートを図１０に示す。動作は、燃圧フィードバック中かの判定ステップ１１０１，目標燃圧TPFUEL＝一定となってからNTPFUEL 経過したかを見るステップ１１０２，ＡＶＥＰＦ＜燃圧フィードバック不感帯下限値を見るステップ１１０３，ＡＶＥＰＦ≦TEIKA2となるまでの時間HANTEI2 計測ステップ，HANTEI2＜HENKA2 を見るステップ１１０５および燃圧制御系異常判定ステップ１１０６からなる。
【００４５】
実施例５：
図５において、この実施例は、ＰＦ＜所定値（危険燃圧）の時間で故障判定するものである。
【００４６】
この実施例は、設定した判定燃圧から故障レベル領域７０までの時間内において、所定時間，判定燃圧より検出燃圧が低ければ故障判定を行う。危険燃圧下限ライン７４に対し、燃圧Ｆ／Ｂで燃圧が高圧化する余裕を確保すると共に判定ディレー時間（固定）を設けるための余裕を確保することになる。故障に至らない瞬時的な燃圧入力挙動と分別するために、判定ディレー時間としては例えば、５０ｍｓ程度が設定される。
【００４７】
この場合のフローチャートを図１１に示す。動作は、燃圧フィードバック中かの判定ステップ１１１１，目標燃圧TPFUELに一定となってからNTPFUEL 経過したかを見るステップ１１１２，検出燃圧値AVEPE≦TPFUEL(目標燃圧)−TPFUEL×   FSPRES（所定値）を見るステップ１１１３，AVEPE＝TPFUEL−TPFUEL×FSPRES を計算するステップ１１１４，HANTEI（所定時間）以上継続したかを見るステップ１１１５および燃圧制御系異常判定ステップ１１１６からなる。
【００４８】
実施例６：
実施例６は燃圧とデューティとの関係から制御系異常判定を行うものである。すなわち、燃圧値と可変プレッシャレギュレータ駆動Dutyとの関係が崩れたことを検出して燃圧制御系故障判断を行う。
【００４９】
図１２に燃圧（ＭＰａ）と可変燃圧プレッシャレギュレータ駆動Duty（％）との関係を示す。燃圧値と可変プレッシャレギュレータ駆動Dutyの正常関係値ライン７５の上側に上側限界値ラインFPMAX76 を、そしてその下側に下側限界値ラインFPMIN77 を設定する。両者の関係が崩れ、いずれかの限界値ラインを越えたときに故障領域に入ったとして故障判断を行うものである。
【００５０】
そして、この燃圧制御系故障判断は、実施例１に示すと同じに、燃圧値と可変プレッシャレギュレータ駆動Dutyとの関係が崩れた状態が所定時間以上継続したことを判定して行うことになる。
【００５１】
図１３にフローチャートを示す。動作は、燃圧フィードバック中かの判定ステップ１１２１，燃圧センサ出力読み込みステップ１１２２，プレッシャレギュレータDuty値算出ステップ１１２３，燃圧値をＡＶＥＰＦとしたときに、FPMIN＞ＡＶＥＰＦまたはＦＰＭＡＸ＜ＡＶＥＰＦがNGTIME（所定値）継続したかを見るステップ１１２４およびその結果によって燃圧制御系故障判定するステップ1125からなる。
【００５２】
図１４は、燃圧制御系異常判定があったときの対応を示すフローチャートである。
【００５３】
燃圧制御系異常判定ステップ１１４１によって異常判定があったときは燃圧補正オープン制御に切り換えを行う（ステップ１１４２）。可変プレッシャレギュレータDutyオープン制御に切り換えて（ステップ１１４３）、次にフェイルセーフ制御を行う（ステップ１１４４）。ここでは空燃比学習クリアすなわち空燃比のオンボード制御結果を初期化する。そして、更新を禁止する。更に、リーン運転禁止を行い、警告器に警告を発する。例えば、警告灯の点灯を行う。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、前述したような故障レベルに至るまでに燃圧制御系の故障判断ができるばかりでなく、燃圧センサがその不感帯を出てから故障レベルに達するまでの時間内であって、所定時間の故障検出を条件として判定することにしているので誤判定の極めて小ない燃圧制御系故障判断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の全体を示す概略図。
【図２】  エンジン燃料供給制御装置の概略図。
【図３】  燃圧と可変燃圧プレッシャレギュレータ駆動Dutyとの関係図。
【図４】  燃圧制御系統を備えたエンジン燃料供給装置を示す概略図。
【図５】  燃施例を示す実施例表示図。
【図６】  フローチャート図。
【図７】  フローチャート図。
【図８】  フローチャート図。
【図９】  フローチャート図。
【図１０】  フローチャート図。
【図１１】  フローチャート図。
【図１２】  本発明の他の実施例を示す実施例表示図。
【図１３】  フローチャート図。
【図１４】  フェイルセーフ制御を行うためのフローチャート図。
【符号の説明】
１…エンジン、１１…燃料タンク、１２…燃料ポンプ、１３…燃料噴射弁、
１４…可変燃圧プレッシャレギュレータ、１５…コントロールユニット、６０…燃圧センサ出力ライン、６１…目標燃圧ライン、６２…空燃圧ライン、６３，６４…故障発生ライン（燃圧Ｆ／Ｂ不感帯ライン）、６５、６６…故障判定不感帯ライン、６９…燃圧Ｆ／Ｂ制御開始ライン、７０…故障レベル領域、７１…実施例線、７４…危険燃圧下限ライン、１００…ＣＰＵ、１０７…燃圧センサ、１１７…可変プレッシャレギュレータ、１２４…警告器、１３５…故障判断手段。
【図１】
0003709065.tif 000002
【図２】
0003709065.tif 000003
【図３】
0003709065.tif 000004
【図４】
0003709065.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003709065.tif 000008
【図８】
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【図９】
0003709065.tif 000010
【図１０】
0003709065.tif 000011
【図１１】
0003709065.tif 000012
【図１２】
0003709065.tif 000013
【図１３】
0003709065.tif 000014
【図１４】
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