(57)【要約】  本発明は、燃料噴射システム内の欠陥の可能性を検知する目的のために、内燃機関特に共有高圧リザーバ（コモンレール）に接続されたインジェクターを使用するジーゼルエンジン内の燃料噴射を監視する、方法およびその方法を実施する装置、に関する。本方法は高圧ポンプのバルブの起動シグナルを利用して欠陥の検知を行い、更に、圧力、燃料量および燃料温度の測定と、フィルタリングと均衡チェックとを利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関、特に共有高圧リザーバ（コモンレール）に接続されたインジェクターを用いるジーゼルエンジン内の燃料噴射を監視し、かつ、該燃料噴射システム内の欠陥の可能性を検知する方法で、
電子制御装置（ECU）から圧力ポンプのバルブへの起動シグナル（i valve）を測定するステップと；
均衡状態にあるかどうかを決定するために、前記シグナル（i valve）に均衡チェック（EQLCHECK）を適用するステップと；
前記レール内の実際の圧力（P actual)を測定するステップと；
作動状態下で実際の圧力（P actual)とECUにより計算された圧力（P set）値との間の差（P diff）を算出するステップと；
均衡状態にあるかどうかを決定するために、圧力差値（P diff）に均衡チェック（EQLCHECK）を適用するステップと；
実際の圧力値（P actual)にフィルターを適用し、そのフィルター処理した値が所定の最小圧力値（P min）と最大圧力値（P max）とにより表わされた間隔内にあることをチェックするステップと；
エンジン・スピード（n）を測定するステップと；
エンジン・スピード（n）にフィルターを適用し、そのフィルター処理した値が事前設定された最小スピード値（n min）と最大スピード値（n max）により画定された間隔内にあることをチェックするステップと；
ECUにより計算されたターゲット噴射燃料量（q inj）をとるステップと：
該燃料量（q inj）にフィルターを適用し、そのフィルター処理した値が事前設定された燃料量の最小値（q min）と燃料量の最大値（q max）により画定された間隔内に在ることをチェックするステップと； 
燃料温度（T fuel）を測定するステップと；
該燃料温度（T fuel）にフィルターを適用し、そのフィルター処理した値が事前設定された燃料温度の最小値（T min）と燃料温度の最大値（T max）により画定された間隔内に在ることをチェックするステップと；
起動シグナル（i valve）にフィルターを適用し、そのフィルター処理した値が事前設定されたシグナルの最小値（i min）とシグナルの最大値（i max）により画定された間隔内に在ることをチェックするステップと；
燃料温度（T fuel）の値と噴射量（q inj）とを使って、修正マップから起動シグナル（i valve）の修正値（i corr）を決定するステップと； 
もしも、a）起動シグナル（i valve）と圧力差（P diff）とが均衡状態であり、かつ、b）実際の圧力（P actual）とエンジン・スピード（n）と燃料量（q inj）と燃料温度（T fuel）とがそれぞれのフィルター・セッティング内にあることが分れば、次に、修正されたシグナルが事前設定された最小起動シグナル値（i min）と最大起動シグナル値（i max）により画定された範囲内にあるかどうかをチェックするステップと； 
もしも前記チェックの結果が否定的であれば、該燃料噴射システム内に問題が存在することを示す一般不具合メッセージを発生するステップと、を有する方法。
【請求項２】
請求項１による方法であって、最小圧力値（P min）と最大圧力値（P max）は、ECUにより計算された燃料噴射量（q inj）の意図された値を使って評価されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１か請求項２の方法であって、燃料量（q inj）のフィルター処理した値が、燃料温度（T fuel）の値と共に、起動シグナルの修正値（i corr）を決定するためにも使用されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つによる方法であって、修正値（i corr)が比較される最小起動シグナル値（i min）と最大起動シグナル値（i max）は、多数の正常の車両と故障車両とを調査して統計的に決定されることを特徴する方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一つによる方法であって、均衡チェックが、
少なくとも二つの異なるフィルターを入力値に適用するステップで各フィルターは異なる時定数を有するステップと、
二つ以上のフィルター毎の出力の差の絶対値を評価するステップと、
前記絶対値を少なくとも二つの一定の、所定の限度、即ちLIM1及びLMT2に対して比較するステップと、
もしも絶対値が両方ともその対応する限度より小さければ、肯定的と、もしもそれ以外であるならば否定的と、前記チェックの結果を出力するステップと、を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射システム内の欠陥の可能性を検知する目的のために、内燃機関特に共有高圧リザーバ（コモンレール）に接続されたインジェクターを使用するジーゼルエンジン内の燃料噴射を監視する、方法およびその方法を利用する装置、に関する。
【本発明の背景】
【０００２】
内燃機関用のコモンレール型の燃料噴射システムは当業界では周知である。このシステムにおいては、高圧燃料ポンプから供給される高圧燃料は共有リザーバ（すなわちコモンレール）に蓄えられる。該レール内の高圧燃料は、コモンレールに接続されたインジェクターを通してエンジンの各シリンダー内に噴射される。要約すれば、該レールは高圧燃料を蓄えかつそれを各燃料インジェクターに分配するリザーバとしての役割を果たす。
【０００３】
該レールの圧力はバルブの開度に依存し、このバルブは一方電子制御装置（ECU)により起動される。ECUは実際の圧力値と所要の圧力値との差を測定し、それによってバルブの開／閉シグナルを発生する。
【０００４】
しかしながら、前記のコモンレール型噴射システムは、リザーバからの燃料洩れ、インジェクター内のオーバーフロー、燃料フィルターの目詰まり、高圧ポンプの動作不良、燃料戻り配管のブロッキング等の、欠陥を被る可能性がある。前記欠陥は結果として高燃料消費とさらにはエンジン故障にさえなり得る。従って、前記噴射システムに、燃料噴射システムの欠陥検知手段を備えることは従来の技術において周知のことである。
【０００５】
例証すると、日本特許番号JP８−４５７７--.は、
コモンレール内の圧力を検知する圧力センサーと、燃料噴射バルブからの燃料噴射前後のコモンレール内の圧力差即ち燃料噴射期間中のコモンレール内の圧力低下を測定する手段とを有する、燃料噴射システムを開示している。更に、欠陥検知手段は燃料噴射前後のコモンレールの圧力を評価し、前記圧力差が所定の限界より大きいとき該噴射システムは欠陥があると決定する。
【０００６】
もう一つの従来技術文書、すなわち、欧州特許出願番号EP０８６０６０１--.は、
コモンレール内の燃料の圧力と温度とを測定し、同燃料の圧力と温度とに基づき燃料の体積弾性率を決定する電子制御装置（ECU)を開示している。該ECUは、その決定された体積弾性率を使用して燃料噴射期間中のコモンレール内の圧力の変化の評価値を計算する。もしも圧力変化の評価値と燃料噴射期間内に実際に測定された圧力変化との差が大きいとき、該ECUはその燃料噴射システムには欠陥が起きた、と決定する。
【０００７】
もう一つの欧州特許出願番号EP１３３６７４５--.は、
エンジン内に実際に噴射された燃料量を評価するために、吸入空気流量と排気ガスラムダが測定され、その評価された燃料量が実質的に車両の使用者の要求に応えるように計算された名目の燃料量と等しくなるように閉ループ制御を行う、車両の内燃機関の噴射を制御する方法を記載している。更に、その名目の燃料量と評価された燃料量との差は、それにより名目の燃料量が修正される修正因子を計算するために使用される。
【０００８】
米国特許番号US５７２７５１６--.は、
噴射の終わりと燃料供給期間の開始との間の共有燃料供給ライン内の燃料圧力が、明確に時間間隔をおいた測定点で監視され、もし、その測定点の間の圧力差がインジェクターの作動不良を示す所定の限界値を超えて感知されたときには、共有の燃料供給ラインへの高圧燃料供給が高圧燃料ポンプを停止することによって遮断されると同時に、共有燃料供給ラインの圧力を急速に減少するために作動ノズルを通しての燃料噴射が保持されるようになっている、内燃機関の動作を制御する方法を明らかにしている。
【０００９】
要約すると、先行技術では制御方法は主にコモンレール内の圧力値を測定することに焦点が当てられている。しかしながら、コモンレール型の燃料噴射システムでは、エンジンの作動条件によって燃料噴射総量と噴射速度の両方を制御するためにコモンレール内の燃料圧力は極めて広範囲に変化する。幾つかの応用では、前記の圧力は１０MPaから１５０MPaに亘る。このようなコモンレール型の燃料噴射システムでは、変化が非常に大きいので、圧力を測定することによる欠陥の決定は不可能であるか、もしくは、不正確である。
【００１０】
更に、従来の方法はエンジンがアイドリング状態で作動しているときに測定された値を利用している。しかしながら、作動状態即ち車両が走っているときの値は、アイドリング時の値から大きく異なっている。これが、正確な欠陥の検知を困難にしている一要因である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、燃料噴射システムの欠陥の正確な決定のための手段を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、過渡条件下での燃料噴射システムの欠陥を決定することである。
【００１２】
上記の目的は、主にECUから高圧ポンプバルブへの起動シグナルの測定と処理に基づく欠陥検知方法により達成される。
該ECUは、前記レール内の燃料圧力の所定のレベルを保つためにバルブの開／閉を制御する起動シグナルを発生する。前記起動シグナルは、ストローク毎にインジェクターを通って流れる燃料の総量と、同レール内の目標圧力と、エンジンのスピードと、燃料温度との関数である。この関係に基づき、本発明は欠陥の検知用に該起動シグナルを使用し、更に圧力とエンジン・スピードと燃料温度の測定を用いる。
【００１３】
欠陥検知の中心機能は、全てのフィルター処理された入力変数が特定の限界内にありかつ均衡フラグがTRUEである場合にのみ始動される。燃料量と温度とに依存する修正は、起動シグナルに適用される。中心機能は、もしも修正された起動シグナルが所定の校正周期の外にある場合、一般欠陥メッセージを発生する。
【好適な実施例の記載】
【００１４】
（本発明の詳細な開示）
本発明は添付図面を参照して以下に詳細に記載されている。
図１は、本方法のフローチャートを示す。
図２は、均衡チェックのブロックのフローチャートを示す。
【００１５】
図３は、本方法のためのセットアップの概略図である。
本発明方法の適用のためのセットアップ（図３）は、実際の圧力値を測定するために前記レール内の圧力センサーを含む。他方、エンジン・スピード（ｎ）は、好ましくはエンジンの出力シャフトに配置されたセンサーにより検知される。燃料システム内に配置された温度センサーも在る。ECUは前記の諸センサーからシグナルを受け取り、そのシグナルを処理し欠陥の可能性を検知する。
【００１６】
本方法によれば、実際の燃料圧力値（P actual)とエンジン・スピード（n)と実際の燃料温度（T fuel)は、車両が走行中、つまり過渡条件下にあるとき測定される。該測定は連続的に又は所定の時間間隔でサンプリングされ得る。ECUはバルブを開けたままにするためにバルブに起動シグナルを発生する。このシグナルの大きさはi valveである。ECUは即座に目標圧力(ｐ set) と意図した燃料噴射量(q inj)を計算する。もし、これらの値すなわちP actual、T fuel、i valve、ｐ set、q injおよびnのすべてが或る基準を満たすとき、ECUは欠陥のメッセージを発生する。
【００１７】
図１に示すように、本方法は以下の諸ステップを有する：
―  ECUから圧力ポンプのバルブへの起動シグナル（i valve）を測定する；
―  均衡状態にあるかどうかを決定するために、このシグナル（i valve）に均衡チェック（EQLCHECK）を適用する；
―  前記レール内の実際の圧力（P actual)を測定する；
―  実際の圧力（P actual)値とECUにより即座に計算される事前設定圧力（P set）値と            の間の差（P diff）を算出する；
―  均衡状態にあるかどうかを決定するために、圧力差値（P diff）に均衡チェック（EQLCHECK）を適用する；
―  実際の圧力値（P actual)にフィルターを適用し、そのフィルター処理した値が所定の最小圧力値（P min）と最大圧力値（P max）とにより表わされた間隔内にあることを確認する；
―  エンジン・スピード（n）を測定する；
―  エンジン・スピード（n）にフィルターを適用し、そのフィルター処理した値が事前設定された最小スピード値（n min）と最大スピード値（n max）により画定された間隔内にあることを確実にする；
―  ECUにより計算されたターゲット噴射燃料量（q inj）を取る：
―  前記燃料量（q inj）にフィルターを適用し、そのフィルター処理した値が事前設定された燃料量の最小値（q min）と燃料量の最大値（q max）により画定された間隔内に在るかどうかをチェックする；
―  燃料温度（T fuel）を測定する；
―  その燃料温度（T fuel）にフィルターを適用し、そのフィルター処理した値が事前設定された最小の燃料温度の値（T min）と最大の燃料温度の値（T max）により画定された間隔内に在るかどうかをチェックする；
―  起動シグナル（i valve）にフィルターを適用し、そのフィルター処理した値が事前設定された最小のシグナルの値（i min）と最大のシグナルの値（i max）により画定された間隔内に在るかどうかをチェックする；
―  燃料温度（T fuel）の値と噴射量（q inj）とを使って、修正マップから起動シグナル（i valve）の修正値（i corr）を決定する；
―  もしも、a）起動シグナル（i valve）と圧力差（P diff）とが均衡状態であり、かつ、b）実際の圧力（P actual）とエンジン・スピード（n）と燃料量（q inj）と燃料温度（T fuel）とがそれぞれのフィルター設定内にあることが分れば、次に修正されたシグナルが事前設定された最小起動シグナル値（i min）と最大起動シグナル値（i max）により画定された範囲内にあるかどうかをチェックする；
―  もしもこのチェックの結果が否定的であれば、該燃料噴射システム内に問題が存在することを示す一般不具合メッセージを発生する。
【００１８】
該システムで使用されるフィルターは好ましくは一次系である：
y(k)=ａ*y(k-1)+(1-a)*x(k)
ここで、kは同フィルターの、インデックスシグナル又は測定されたシグナルであり、xはその入力シグナルであり、yはその出力シグナルである。上記方程式において、aは製造者及び／又は使用者が画定するパラメーターである。もしaの値が０に近いならば、y(k)値はx(k)値に近くなる。他方、もしaが１により近づくならば、x(k)値とy(k)値の間のギャップは増大する。このフィルターはここでは明確にする目的のためだけに与えられているのであって、当業者は本発明の目的に同様に適う多くのフィルターを開発することが可能である。
【００１９】
より一層の正確さのために、圧力フィルター内の最小圧力値（P min）と最大圧力値（P max）は本システムに事前設定値として入力されず、それはむしろその値が燃料量（q inj）の測定値を使って直ちに計算される。これは実際の圧力（P actual)へ燃料量（q inj）の影響を考慮に入れているので、より一層の正確さを与える。本発明のこの実施例においては、二つの実験的に又は計算により決定された、燃料量（q inj）を最小圧力値（P min）と最大圧力値（P max）とに関連させた表／曲線／関数が、利用されている。従って、燃料量（q inj）の測定値を使って、圧力フィルター用の瞬間最小限度と瞬間最大限度とが決定される。
【００２０】
本発明の更にもう一つの実施例では、燃料量（q inj）のフィルター処理した値は、燃料温度（T fuel）の値と同様、起動シグナルの修正値（i corr）を決定するために使用される。
【００２１】
本発明の好適な実施例においては、起動シグナルは電流シグナルであるが、他の実施例においては、電圧シグナルであっても良い。
他方、i corrが比較される最小起動シグナル値（i min）と最大起動シグナル値（i max）は、多数の正常の車両と故障車両とを調査することにより統計的に決定される。
【００２２】
図２に示したように、本発明の好適な実施例においては、均衡チェックは少なくとも二つの、好ましくは三つの、異なるフィルターを入力値に適用することによりなされる。各フィルターは異なる時定数を有し得る。各二つ以上のフィルター、例えば第一と第二、そして第一と第三、の出力の差の絶対値が評価される。前記絶対値は少なくとも二つの一定の、所定の限度、即ちLIM1及びLMT2に対して比較される。この均衡チェックの結果は、もしも絶対値が両方ともその相応する限度より小さければ、肯定的である。フィルターの数とその相応する限度は所望の精度や許容計算時間等に従って調整され得る。もしも入力値が急激に変化するとき、三つのフィルターの出力はお互いに極めて異なっている。しかしながら該入力値が均衡に到達するにつれて、該出力は差が少なくなる。
【００２３】
要約すると、本発明は、燃料噴射システム内の不具合を予測する正確で早い方法を提供する。測定が過渡状態中に行われるという事実は正確度を改善する。
本発明は上記と添付図面にて限定されない例で説明されている。しかしながら、本発明はその提示された例に限定されることはない。本発明は特許請求の範囲に記載された通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本方法のフローチャートを示す。
【図２】均衡チェック・ブロックのフローチャートを示す。
【図３】本方法のためのセットアップの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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