(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転条件を検出する手段と、運転状態に基づいて燃料噴射パルス幅を算出する手段と、
インジェクタドライブユニットからの信号を検出する手段と、前記インジェクタドライブユニットからの信号に基づいてインジェクタ診断を行う手段を備えたエンジン燃料供給装置において、
前記インジェクタドライブユニットからの信号を検出する阻害要因を検出する手段と、
阻害要因が検出された場合は、前記インジェクタ診断を禁止する手段と
を含んで構成されるエンジン燃料供給装置において、
前記インジェクタ診断は、インジェクタ噴射終了からの所定時間経過したときにインジェクタドライブユニットからの信号を読み込むこと禁止することを含むことを特徴とするエンジン燃料供給診断装置。
【請求項２】
運転条件を検出する手段と、運転状態に基づいて燃料噴射パルス幅を算出する手段と、
インジェクタドライブユニットからの信号を検出する手段と、前記インジェクタドライブユニットからの信号に基づいてインジェクタ診断を行う手段を備えたエンジン燃料供給装置において、
前記インジェクタドライブユニットからの信号を検出する阻害要因を検出する手段と、
阻害要因が検出された場合は、前記インジェクタ診断を禁止する手段とを含んで構成されるエンジン燃料供給装置において、
インジェクタドライブユニットからの信号を検出するタイミングが遅れたことを検出する手段を設けて、所定時間以上経過したか否かを判定することを特徴とするエンジン燃料供給装置。
【請求項３】
インジェクタの電磁コイルと直列接続され、かつ電源に直列接続されたスイッチング素子と、前記電磁コイルと前記スイッチング素子との間から分岐して接続されたコンデンサとを備えて、コンデンサに蓄えられたエネルギーをインジェクタの電磁コイルに供給するインジェクタドライブユニットの診断装置において、  前記電磁コイルに供給するインジェクション電圧パルスの開弁電圧および保持電圧を供給した時の電流を検出する電流検出手段と、検出された結果を信号パルスとして出力するパルス発生手段と、かつ
出力されたパルスの読込みタイミングが該パルス幅を経過したときに、開弁電圧検出および保持電圧検出を禁止する検出禁止手段と
を含んで構成されることを特徴とするインジェクタ診断装置。
【請求項４】
インジェクタの電磁コイルと直列接続され、かつ電源に直列接続されたスイッチング素子と、前記電磁コイルと前記スイッチング素子との間から分岐して接続されたコンデンサとを備えて、コンデンサに蓄えられたエネルギーをインジェクタの電磁コイルに供給するインジェクタドライブユニットの診断装置において、
前記電磁コイルに供給するインジェクション電圧パルスの開弁電圧および保持電圧をそれぞれの相当信号として出力し、インジェクタ噴射終了時から５００μｓ経過後は該相当信号パルスを使用したインジェクタ診断を禁止することを特徴とするインジェクタ診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン燃料供給及び診断装置並びに診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平8−210168 号公報には、吸気系に燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁の動作異常を駆動回路の電圧に基づいて検出する異常検出手段と、燃料噴射弁の動作異常が検出されたときエンジンの保護処理又は警告処置を行う異常時処理手段が記載されている。
【０００３】
また、特開平8−170752 号公報には、エンジン回転数、水温からＣＰＵは最適な駆動デューディを演算し、複数コイル内蔵型電磁弁を制御する装置ＥＣＵ内にある電磁弁駆動トランジスタのオープン破壊を含む異常を正確に検出するために、コイル間に発生する相互誘導が異常検出に影響がない駆動周波数またはデューティ比に変換し、前記異常をコンパレータにて検出することが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
インジェクタドライブユニットの診断が求められている。本発明はこの診断を正しく行うために、診断装置の誤判定の原因を究明し、例えば上位優先割込が生じることによって診断タイミングを失うなどして誤判定となるおそれが発生した場合に直ちにインジェクタ診断を禁止したエンジン燃料供給装置を提供することを目的とする。更には、この燃料供給装置に使用される診断装置および診断方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
診断装置が誤判定する原因の１つに、より上位の優先割込みタスクによって処理がホールドされ、処理時には既に診断のためのパルスが存在せず、“パルスが存在しない”と出力することがあり得る。すなわち、本発明の特徴の１つは、インジェクタドライブユニットの診断を行うのに不適当な診断阻害要因があった場合に、この診断を禁止することにある。その１つの例は、タイミングの遅れた場合に、インジェクタ診断を禁止する。
【０００６】
また、インジェクタ駆動電流が故障判定電流に到達していない場合にあってもインジェクタ診断を行わない。
【０００７】
更に、アイドル時且つ高回転時にはあるいはコントロールユニットに故障が発生した場合には、インジェクタ診断を禁止する。
【０００８】
本発明は、具体的には次に掲げる装置および方法を提供する。
【０００９】
運転条件を検出する手段と、前記運転状態に基づいて燃料噴射パルス幅を算出する手段と、インジェクタドライブユニット（駆動回路）からの信号を検出する手段と、前記インジェクタドライブユニットからの信号に基づいてインジェクタ診断を行う手段を備えたエンジン燃料供給装置において、前記インジェクタドライブユニットからの信号を検出するタイミングが遅れたことを検出する手段と、タイミングが遅れた場合は、前記インジェクタ診断を禁止する手段とを含んで構成されるエンジン燃料供給装置。
【００１０】
前記インジェクタ診断は、インジェクタ噴射終了からの所定時間経過したときにインジェクタドライブユニットからの信号を読み込んで行うことができる。
【００１１】
前記インジェクタドライブユニットからの信号を検出するタイミングが遅れたことを検出する手段は、インジェクタ噴射終了からの所定時間を計測し、所定時間以上経過したか否かを判定して行うように構成することができる。
【００１２】
運転条件を検出する手段と、前記運転状態に基づいて燃料噴射パルス幅を算出する手段とインジェクタドライブユニットからの信号を検出する手段と、前記インジェクタドライブユニットからの信号に基づいてインジェクタ診断を行う手段を備えたエンジン燃料供給装置において、前記燃料噴射パルス幅を特定する手段と、かつ前記燃料噴射パルス幅が所定値以下の場合には、前記インジェクタ診断を禁止する手段とを含んで構成されるエンジン燃料供給装置。
【００１３】
運転条件を検出する手段と、前記運転状態に基づいて燃料噴射パルス幅を算出する手段とインジェクタドライブユニットからの信号を検出する手段と、前記インジェクタドライブユニットからの信号に基づいてインジェクタ診断を行う手段と、アイドル時且つ高回転時には燃料噴射パルスを強制的にカットする回路を備えたエンジン燃料供給および診断装置において、前記アイドル時且つ高回転時の場合には、前記インジェクタ診断を禁止するエンジン燃料供給装置。
【００１４】
運転条件を検出する手段と、前記運転状態に基づいて燃料噴射パルス幅を算出するコントロールユニットと、インジェクタドライブユニットからの信号を検出する手段と、前記インジェクタドライブユニットからの信号に基づいてインジェクタ診断を行う手段を備えたエンジン燃料供給装置において、前記コントロールユニットにコントロールユニット故障時対応回路を設け、該故障時対応回路からの信号に基づいて前記インジェクタ診断を禁止する手段を設けたエンジン燃料供給装置。
【００１５】
インジェクタの電磁コイルと直列接続され、かつ電源に直列接続されたスイッチング素子と、前記電磁コイルと前記スイッチング素子との間から分岐して接続されたコンデンサとを備えて、コンデンサに蓄えられたエネルギーをインジェクタの電磁コイルに供給するインジェクタ駆動装置の電圧診断装置において、前記電磁コイルに供給するインジェクション電圧パルスの開弁電圧および保持電圧を供給した時の電流を検出する電流検出手段と、検出された結果を信号パルスとして出力するパルス発生手段と、かつ出力されたパルスの読込みタイミングが該パルス幅を経過したときに、開弁電圧診断および保持電圧検出診断を禁止する診断禁止手段とを含んで構成されるインジェクタ診断装置。
【００１６】
インジェクタの電磁コイルと直列接続され、かつ電源に直列接続されたスイッチング素子と、前記電磁コイルと前記スイッチング素子との間から分岐して接続されたコンデンサとを備えて、コンデンサに蓄えられたエネルギーをインジェクタの電磁コイルに供給するインジェクタ駆動装置の電圧診断方法において、前記電磁コイルに供給するインジェクション電圧パルスの開弁電圧および保持電圧をそれぞれ相当信号として出力し、インジェクタ噴射終了時５００μｓ経過後は該信号パルスを使用したインジェクタ診断を禁止するインジェクタ診断方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１８】
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。
【００１９】
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（インジェクタ）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
このコントロールユニット１５は、処理手段（ＣＰＵ）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、上記したインジェクタ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。
【００２５】
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は各種の警報灯を含む警告器である。
【００２６】
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。
【００２７】
図２は、エンジン燃料供給制御装置を示す。
【００２８】
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。
【００２９】
図３は、本発明の実施例についてのブロック図を示す。インジェクタドライブユニット５０は、コントロールユニット１５からのインジェクタ駆動パルス５１によって制御されてインジェクタ１３への燃料噴射を制御する。この時の開弁電流は診断結果５２として、また保持電流は、診断結果５３としてコントロールユニットに信号入力され、その機能の１つであるインジェクタ診断装置５４でインジェクタ診断が行われる。５５はバッテリである。
【００３０】
図４はこのインジェクタ診断を行うときの、インジェクタ駆動パルス，インジェクタ開弁電圧，インジェクタ保持電圧，開弁電流および保持電流からなるインジェクタ駆動電流，インジェクタリフト量，開弁電流診断結果の信号および保持電流診断結果の信号を時間との関係で表わしたものである。正常時は図に示すようにワンショット信号として取り出すことができる。
【００３１】
図５は、インジェクタ診断の必要性を説明するためのもので、燃料噴射量，燃費，エンジントルク，排気エミッション，排気温度について各正常時および故障時のデータを示すものである。
【００３２】
図６は、本発明実施例のブロック図を示す。図に示すように、バッテリ電圧，クランク角センサ，エアフロメータ，アクセルセンサ，ドライブユニット診断信号線からの信号は入力処理６１され、インジェクタ噴射パルス幅演算６２に使用される。その演算結果は、インジェクタ駆動制御６３に使用され、インジェクタドライブユニットに伝えられる。この結果と、入力処理された結果に基づいて故障検出要否判定および阻害要因判定６４がなされる。故障要否判定の詳細については後述する。故障要否判定に基づき故障診断６５または故障診断禁止６６がなされる。故障診断６５がなされ、故障判定６７されるとフェイルセーフ制御６８が行われ、その結果は警告灯に出力されて警告を発すると共に、インジェクタ噴射パルス幅演算６２に使用される。
【００３３】
ドライブユニット５０は、高電圧すなわち開弁電圧および低電圧すなわち保持電圧をインジェクタへ供給する。この時に、開弁電圧および保持電圧を供給した時の電流が電流検出手段によって検出される。インジェクタドライブユニットはこの電流値をみて診断を行い、診断結果をコントロールユニット１５に通信線を介して送る。この結果をコントロールユニット１５で故障判定を行う。この故障判定は、次に述べるような場合に禁止される。
【００３４】
図７は、インジェクタパルスとドライブユニット診断通信線およびタイマとの関係を表わす。ドライブユニット通信線には図に示すように開弁電流あるいは保持電流があったときにはLow のパルス信号として現われる。正常の場合、検出タイミングはインジェクタパルス終了時からLow パルスの設定時間点で設定され、各電流信号の存在が検出される。タイマ上でみればポイントＡ７１の点である。ところが、演算優先上位の割込演算によって検出タイミングが待たされてポイントＢ７２の点となることがある。
【００３５】
図８に正常時および故障時におけるドライブユニット診断通信線読み込み値との関係を示す。正常時に割込が有った時に出力されるHigh信号と故障時に出力されるHigh信号は同じものとなり、割込時は故障と診断・判定することになる。このような場合は、診断をキャンセルすることにする。
【００３６】
この場合の対応としてのフローチャートを図９に示す。インジェクタ噴射終了割込発生があったかを見（ステップ９０１），通信線検出タイミングセットを行う（ステップ９０２）。ついで、検出タイミングが待たされたかを判定し（ステッ９０３），Noの場合、通信線出力値読み込みを行い（ステップ９０５）、インジェクタドライブユニット診断を行う（ステップ９０６）。Yes の場合、診断キャンセルする（ステップ９０４）。
【００３７】
図１０は、インジェクタ診断を行わない他の例を示すタイムチャートである。この図には、要求噴射パルス幅を燃料カット時等の場合に極小とする動作を行うインジェクタ駆動パルス，インジェクタ開弁電圧，インジェクタ保持電圧，インジェクタ駆動電流，インジェクタリフト量，開弁電流診断結果の信号および保持電流診断結果の信号が時間との関係で表示してある。この図において、要求噴射パルス幅が極小となるような場合、インジェクタ駆動電流は故障判定電流に到達しない内にクリアされることがある。このような場合には、開弁電流診断結果の信号および保持電流診断結果の信号には正常動作であってもワンショット信号出力が表われないという現象が生じる。このためワンショット信号の検出がおこなわれないことになり、正常動作であるにもかかわらず、故障との誤判定を行うおそれがある。従って、このような場合にはインジェクタ診断を禁止しなければならない。この場合の対応としてのフローチャートを図１１に示す。インジェクタ噴射パルス幅Ｔ１演算し（ステップ１１０１）、Ｔ１が所定最小値より小さいかＴ１≧ＤＵＴＩＭＩＮをみる（ステップ１１０２）。Yes の場合は、ドライブユニット診断許可し（ステップ１１０３）、通信線出力値読み込みを行い（ステップ１１０４）、インジェクタドライブユニット診断を行う（ステップ１１０５）。Noの場合、ドライブユニット診断禁止とする（ステップ１１０６）。
【００３８】
図１２は、インジェクタ診断を行わない他の例を示すブロック図である。図３の例と同じ構成には同一の番号を付している。コントロールユニットからは正常時にはインジェクタ駆動パルス５６が出力されるが、アイドル時且つ高回転時には燃料噴射パルスを強制的にカットする回路、すなわち故障時対応回路５７が動作時にインジェクタ駆動パルス５１を出力しないということが生じる。従って、インジェクタドライブユニット５０からは開弁電流診断結果５２および保持電流診断結果５３が出力されないことになる。コントロールユニット１５は、開弁電流診断結果５２および保持電流診断結果５３が出力されていない場合、コントロールユニットからインジェクタ駆動パルス５６が正常に出力されているかを判定し、故障時対応回路５７が作動時にはドライブユニット診断禁止処置をとる。
【００３９】
図１３は、図１２の場合のインジェクタ診断を行わない他の例を示すフローチャートである。この例は、運転条件を検出する手段と、前記運転状態に基づいて燃料噴射パルス幅を算出する手段とインジェクタ駆動回路からの信号を検出する手段と、前記インジェクタ駆動回路からの信号に基づいてインジェクタ診断を行う手段と、アイドル時且つ高回転時には燃料噴射パルスを強制的にカットする回路を備えたエンジン燃料供給及び診断装置において、前記アイドル時且つ高回転時の場合には、前記インジェクタ診断を禁止するものである。
【００４０】
図において、エンジン回転数ＭＮＲＰＭ算出し、アイドル時スイッチＳＷ検出を行う（ステップ１３０１）。アイドルスイッチＳＷがＯＮか、且つエンジン回転数ＭＮＲＰＭが所定最大回転数ＤＵＮＥＭＮより大きいかを判定する（ステップ１３０２）。Noの場合は、ドライブユニット診断許可し（ステップ１３０３）、通信線出力値読み込みを行い（ステップ１３０４）、インジェクタドライブユニット診断を行う（ステップ１３０５）。Yes の場合、ドライブユニット診断禁止を行う（ステップ１３０６）。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によればインジェクタ診断にあたって次に示すような誤判定をするおそれが発生した場合、直ちにインジェクタ診断禁止処置をとることができるので、警告を発するなどして図５に示す燃料噴射量，燃費，エンジントルク，排気エミッション，排気温度を適切にする対応処置をとることができる。すなわち、図６に示すようにフェイルセーフ制御を適切に行うことが可能になる。
【００４２】
・上位優先割込が生じて診断タイミングが遅れた場合
・禁料噴射パルス幅が所定値以下になった場合
・アイドル時且つ高回転時の場合
・コントロールユニットに故障が発生した場合
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の装置を示す概略図。
【図２】エンジン燃料供給制御装置の概略図。
【図３】本発明の実施例のブロック図。
【図４】インジェクタ診断を行うタイミングを示すタイムチャート図。
【図５】インジェクタ診断の必要性を示す説明図。
【図６】本発明の実施例のブロック図。
【図７】インジェクタ診断の行われる可能性のあるタイミングを示すタイムチャート図。
【図８】信号値を示す図。
【図９】本発明の実施例のフローチャート図。
【図１０】インジェクタ診断禁止の必要性を示すタイムチャート図。
【図１１】本発明の実施例のフローチャート図。
【図１２】本発明の実施例のブロック図。
【図１３】本発明の実施例のフローチャート図。
【符号の説明】
１…エンジン、１３…燃料噴射弁（インジェクタ）１５…コントロールユニット、１７…点火コイル、２０…Ａ／Ｆセンサ、２６…処理装置、３３…イグニッションスイッチ、５０…インジェクタドライブユニット、５１…インジェクタ駆動パルス、５２…開弁電流診断結果、５３…保持電流診断結果、５４…インジェクタ診断装置、５５…バッテリ。
【図１】
0003864525.tif 000002
【図２】
0003864525.tif 000003
【図３】
0003864525.tif 000004
【図４】
0003864525.tif 000005
【図５】
0003864525.tif 000006
【図６】
0003864525.tif 000007
【図７】
0003864525.tif 000008
【図８】
0003864525.tif 000009
【図９】
0003864525.tif 000010
【図１０】
0003864525.tif 000011
【図１１】
0003864525.tif 000012
【図１３】
0003864525.tif 000013
【図１２】
0003864525.tif 000014