(57)【要約】【課題】燃圧異常検出時に、燃圧センサ異常と燃料ポンプ異常を判別することができる噴射制御装置を提供する。【解決手段】噴射制御装置２２０は、少なくとも、燃料を吐出する燃料ポンプ２０６と、燃料を噴射するインジェクタ２０７と、燃料ポンプから吐出される燃料の燃圧を測定する燃圧センサ２０１とが接続され、燃圧センサ２０１によって測定された燃圧を用いて燃料ポンプ２０６の制御を行う。燃圧の異常検出時に、所定のパターンで燃料ポンプ２０６を駆動させることにより、燃圧センサ２０１の異常か、又は燃料ポンプ２０６の異常かを判定する判定手段を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、燃料を吐出する燃料ポンプ（２０６）と、
燃料を噴射するインジェクタ（２０７）と、
前記燃料ポンプから吐出される燃料の燃圧を測定する燃圧センサ（２０１）と、が接続され、
前記燃圧センサによって測定された燃圧を用いて前記燃料ポンプの制御を行う噴射制御装置（２２０）であって、
燃圧の異常検出時に、所定のパターンで前記燃料ポンプを駆動させることにより、燃圧センサの異常か、又は燃料ポンプの異常かを判定する判定手段を有することを特徴とする噴射制御装置。
【請求項２】
前記所定のパターンでの前記燃料ポンプの駆動は、前記インジェクタにおける燃料の噴射中に行うことを特徴とする請求項１に記載の噴射制御装置。
【請求項３】
前記所定のパターンでの前記燃料ポンプの駆動は、前記インジェクタにおける燃料の噴射カット中に行うことを特徴とする請求項１に記載の噴射制御装置。
【請求項４】
前記所定のパターンでの前記燃料ポンプの駆動は、前記燃料ポンプの駆動と停止を交互に繰り返す間欠動作であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料ポンプの間欠動作において、前記インジェクタにおける燃料の噴射時であって、前記燃料ポンプの停止時の燃圧低下値が、第１判定値以内の場合は、前記燃圧センサが異常であると判定することを特徴とする請求項４に記載の噴射制御装置。
【請求項６】
前記燃料ポンプの間欠動作において、前記インジェクタにおける燃料の噴射カット時であって、前記燃料ポンプの駆動時の燃圧上昇値が、第２判定値以内の場合は、前記燃料ポンプが異常であると判定することを特徴とする請求項４に記載の噴射制御装置。
【請求項７】
前記判定値は、前記燃料ポンプの停止時間と噴射量から算出することを特徴とする請求項５に記載の噴射制御装置。
【請求項８】
前記判定値は、前記燃料ポンプの駆動時間と燃料吐出量から算出することを特徴とする請求項６に記載の噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃圧センサ異常と燃料ポンプ異常を判別することができる噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃圧異常を検出する方法として、エンジン回転数、負荷率、水温等から算出される目標燃圧値と、燃圧センサからの入力信号である燃圧センサ値とから異常を判定する技術がある。
【０００３】
上記技術の燃圧異常検出方法は、例えば図５に示すように、目標燃圧値と燃圧センサ値との差１０１が所定値以上であれば燃圧異常と判定する。例えば、燃圧センサ故障によるセンサ値ずれが発生した場合、或いは燃料ポンプ故障による吐出量不足が発生した場合は、どちらの場合も差１０１が生じ、燃圧異常を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許６８７１１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、従来技術では、燃圧センサ、燃料ポンプのどちらが故障した場合でも燃圧異常と判定するため、故障箇所の特定をすることができないといった問題が生じる。それにより、燃圧センサ異常、燃料ポンプ異常のそれぞれに合わせたフェイルセーフ制御を行うことができない。従って、燃圧異常時は、例えば、常時燃料ポンプを最大吐出量で駆動するようなフェイルセーフを採用することになり、この場合は燃費が悪化することになる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みたものであり、その目的は、燃圧異常検出時に、燃圧センサ異常と燃料ポンプ異常を判別することができる噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る噴射制御装置は、少なくとも、燃料を吐出する燃料ポンプと、燃料を噴射するインジェクタと、燃料ポンプから吐出される燃料の燃圧を測定する燃圧センサとが接続され、燃圧センサによって測定された燃圧を用いて燃料ポンプの制御を行う。燃圧の異常検出時に、所定のパターンで燃料ポンプを駆動させることにより、燃圧センサの異常か、又は燃料ポンプの異常かを判定する判定手段を有する。
【０００８】
この構成によれば、燃圧の異常が検出された場合に、かかる燃圧異常が、燃圧センサの異常が原因であるか、燃料ポンプの異常が原因であるかの特定が可能である。従って、これにより、燃圧センサの異常、又は燃料ポンプの異常に合わせたフェイルセーフ制御を実行することが可能とする噴射制御装置を提供することができるため、燃費の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る噴射制御装置の全体構成を表した図
【図２】実施形態における燃圧異常判定処理の内容を示すためのフローチャートを示す図
【図３】実施形態における燃圧センサの異常を判定する方法を示す図
【図４】実施形態における燃料ポンプの異常を判定する方法を示す図
【図５】従来の燃圧異常を判定する方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態で実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
図１に示すように、本実施形態に係る噴射制御装置２２０は、目標の燃圧を算出する目標燃圧算出手段２２１（以下、算出手段２２１と称する）、燃圧異常を検出する燃圧システム異常検出手段２２２（以下、検出手段２２２と称する）、燃圧異常を判定する燃圧異常判定手段２２３（以下、判定手段２２３と称する）、燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御手段２２４（以下、制御手段２２４と称する）、及び噴射を制御する噴射制御手段２２５（以下、制御手段２２５と称する）を備えている。噴射制御装置２２０は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）であり、マイコンで構成されている。噴射制御装置２２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏなどを備えている。例えば、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行させることにより、噴射制御装置２２０の上記各手段（機能）が実行される。
【００１１】
噴射制御装置２２０には、燃圧センサ２０１、ＮＥセンサ２０２、エアフロメータ２０３、水温センサ２０４がワイヤ接続されている。燃圧センサ２０１からは、燃圧の測定値が噴射制御装置２２０に入力される。ＮＥセンサ２０２からは、エンジン回転数信号が噴射制御装置２２０に入力される。エアフロメータ２０３からは、計測した空気吸入量信号が噴射制御装置２２０に入力される。水温センサ２０４からは計測したエンジン冷却水温信号が噴射制御装置２２０に入力される。なお、燃圧センサ２０１、ＮＥセンサ２０２、エアフロメータ２０３、及び水温センサ２０４は、ワイヤ接続に代えて、車載通信ネットワークで接続される構成としてもよい。
【００１２】
噴射制御装置２２０では、これらの各センサの入力信号から、以下の処理が行われる。すなわち、算出手段２２１による目標燃圧の算出、検出手段２２２による燃圧の異常検出、判定手段２２３による燃圧異常の判定、制御手段２２４による燃料ポンプ制御信号の生成、及び制御手段２２５による噴射制御信号の生成が行われる。
【００１３】
噴射制御装置２２０には、異常警告装置２０５、燃料ポンプ２０６、インジェクタ２０７がワイヤ接続されている。検出手段２２２では、異常警告装置２０５に、異常検出による検出信号の出力を行う。制御手段２２４は、燃料ポンプ２０６に対して、燃料ポンプの制御信号を出力する。制御手段２２５は、インジェクタ２０７に対して、燃料噴射制御信号を出力する。噴射制御装置２２０は、燃圧センサ２０１、ＮＥセンサ２０２、エアフロメータ２０３、水温センサ２０４、異常警告装置２０５、燃料ポンプ２０６、及びインジェクタ２０７とともに、噴射制御システム（燃圧システム）２０を構成している。なお、異常警告装置２０５、燃料ポンプ２０６、及びインジェクタ２０７は、ワイヤ接続に代えて、車載通信ネットワークで接続される構成としてもよい。
【００１４】
図２に、本実施形態に係る噴射制御装置２２０における燃圧異常判定処理の内容を示すためのフローチャートを示す。すなわち、本実施形態における燃圧センサ異常、及び燃料ポンプ異常を判定する処理例を示している。なお、この燃圧異常判定処理は、所定時間毎（例えば、４ｍｓ毎）に実行される。
【００１５】
図２において、燃圧異常判定処理が開始されると、まず、目標燃圧と燃圧センサ値から燃圧異常が生じているか否かを判定する（Ｓ１０１）。目標燃圧値と燃圧センサ値の差があらかじめ定めた所定値以上であれば燃圧異常と判定する。この所定値は、あらかじめ試験を行うなどして得た数値を用いる。この判定は、図５に示す従来技術を用いて行われる。例えば、目標燃圧値と燃圧センサ２０１のセンサ値との差が５０ｋＰａ未満である場合は燃圧異常でない（正常）と判定され、目標燃圧値と燃圧センサ２０１のセンサ値との差が５０ｋＰａ以上である場合は燃圧異常と判定される。この判定は、燃圧センサ２０１により検出された燃圧値が、噴射制御装置２２０に送信され、これに基づいて検出手段２２２が判定する。
【００１６】
Ｓ１０１にて燃圧異常でない（正常）と判定された場合は（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理を終了する。燃圧が異常であるとの判定が出た場合は、異常検出信号が検出手段２２２から判定手段２２３に送信される。判定手段２２３はこれを受けて、燃圧異常を判定する判定処理を開始する。
【００１７】
Ｓ１０１にて燃圧異常と判定された場合は（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、インジェクタ２０７にて燃料を噴射中であるか否かの判定を行う（Ｓ１０２）。これは、インジェクタ２０７を制御している制御手段２２５の制御状態から判断すればよい。
【００１８】
判定手段２２３は、インジェクタ２０７による燃料の噴射中である場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）は、燃圧センサ２０１の異常判定が完了しているかの判定を行う（Ｓ１０３）。燃圧センサ２０１の異常判定がすでに完了している場合は（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、再度の判定は不要であるため、処理は終了する。燃圧センサ２０１の異常判定が未完了であれば（Ｓ１０３：ＮＯ）、判定手段２２３は、特定パターンで燃料ポンプ２０６を駆動させる（Ｓ１０４）。その後、燃料ポンプ２０６の停止中の燃圧を燃圧センサ２０１で検出し、燃圧の低下値を、あらかじめ設定した判定値（以下、第１判定値と称する）と比較する。第１判定値とは、インジェクタ２０７による燃料の噴射中である場合に、燃圧センサ２０１の異常判定を行うための判定値である。燃圧の低下値が第１判定値の範囲外であれば（Ｓ１０５：ＮＯ）、燃圧センサ２０１の異常と判定する（Ｓ１０６）。
【００１９】
一方、燃料ポンプ２０６の停止中の燃圧低下値が、第１判定値の範囲内であれば正常であると判断され（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、処理は終了する。
インジェクタ２０７による燃料の噴射カット中である場合は（Ｓ１０２：ＮＯ）、燃料ポンプ２０６の異常判定が完了しているか否かの判定を行う（Ｓ１０７）。燃料ポンプ２０６の異常判定が未完了であれば（Ｓ１０７：ＮＯ）、特定パターンで燃料ポンプ２０６を駆動させる（Ｓ１０８）。特定パターンについては後述する。
【００２０】
その後、燃料ポンプ２０６の駆動中の燃圧上昇値を、あらかじめ設定した判定値（以下、第２判定値と称する）と比較し、第２判定値の範囲外であれば（Ｓ１０９：ＮＯ）、燃料ポンプ２０６の異常と判定する（Ｓ１１０）。第２判定値とは、インジェクタ２０７による燃料の噴射カット中である場合に、燃料ポンプ２０６の異常判定を行うための判定値である。燃料ポンプ２０６の駆動中の燃圧上昇値を、第２判定値と比較し、第２判定値の範囲内であれば（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、燃料ポンプ２０６は正常と判断され、処理は終了する。
【００２１】
一方、燃料ポンプ２０６の異常判定が完了しているか否かの判定を行い（Ｓ１０７）、完了であれば（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、処理を終了する。
図３及び図４は、本実施形態による燃圧異常の判定方法を表した図である。図３は、本実施形態における燃圧センサ２０１の異常を判定する方法を示す図であり、図２のＳ１０５における処理に該当する。図４は、本実施形態における燃料ポンプ２０６の異常を判定する方法を示す図であり、図２のＳ１０９における処理に該当する。
【００２２】
本実施形態では、燃圧異常を検出した場合（図２のＳ１０１：ＹＥＳ）、燃料ポンプ２０６を特定の駆動パターンによって駆動させ、そのときの燃圧センサ２０１による検出値から燃圧センサ２０１、又は燃料ポンプ２０６の異常の有無を判定する。ここでいう特定パターンとは、燃料ポンプ２０６の駆動／停止を交互に繰り返す間欠動作である。燃料ポンプ２０６の駆動／停止時間は任意に設定できる。燃料ポンプ２０６の駆動／停止を交互に繰り返す間欠動作を行った場合、インジェクタ２０７による燃料の噴射中であれば（図２におけるＳ１０２：ＹＥＳ）、間欠動作のうちの燃料ポンプ２０６の停止中は、インジェクタ２０７からの燃料の噴射に伴って燃圧が低下していく。従って、この燃圧センサ値の低下値から燃圧センサ２０１の異常の判定が可能となる。
【００２３】
一方、インジェクタ２０７による燃料の噴射カット中であれば（図２におけるＳ１０２：ＮＯ）、間欠動作のうちの燃料ポンプ２０６の駆動中は、インジェクタ２０７からの燃料の噴射がカットされているため燃圧が上昇していく。従って、この燃圧センサ値の上昇値から燃料ポンプ２０６の異常の判定が可能となる。
【００２４】
図３に示す燃圧センサ２０１異常の判定方法は、インジェクタ２０７による燃料の噴射中に行われる。図３において、燃料ポンプ２０６の停止中の時刻ｔ１−ｔ２間の燃圧低下値３０１（３０１ａ、３０１ｂ）と、あらかじめ定めた第１判定値とを比較して、燃圧低下値３０１が、第１判定値内であれば異常なし（正常）、第１判定値外であれば異常ありと判定される。第１判定値は、あらかじめ試験などを行って設定しておく。第１判定値としては、例えば５０ｋＰａにヒステリシスを加えた数値範囲、例えば５０±５ｋＰａの数値範囲を第１判定値として設定する。判定は、特定パターンとして燃料ポンプ２０６を駆動させ、燃料ポンプ２０６の停止中である時刻ｔ１−ｔ２間の燃圧低下値３０１と、第１判定値を比較する。燃圧低下値が第１判定値外であれば燃圧センサ２０１が異常であると判定することができる。なお、燃料ポンプ２０６の特定パターンでの駆動は、図３の燃料ポンプ駆動信号に示されており、信号のＯＮ／ＯＦＦの繰り返しによって構成されている。
【００２５】
例えば、図３に示すように、燃圧低下値３０１ａが５０ｋＰａである場合は、第１判定値である５０±５ｋＰａの数値範囲内であるため、燃圧センサ２０１は異常なし（正常）と判定される。
【００２６】
一方、燃圧低下値３０１ｂが−１０ｋＰａ（マイナス値であるのは、燃圧の低下方向をプラスとしているため）である場合は、第１判定値である５０±５ｋＰａの数値範囲外であるため、燃圧センサ２０１は異常ありと判定される。なお、第１判定値はあらかじめ設定するとしたが、これに代えて、燃料ポンプの停止時間とその間の噴射量から算出することも可能である。
【００２７】
図４に示す燃料ポンプ２０６異常の判定方法は、インジェクタ２０７による燃料の噴射カット中に行われる。図４において、燃料ポンプ２０６の駆動中の時刻ｔ３−ｔ４間の燃圧上昇値４０１（４０１ａ、４０１ｂ）と、あらかじめ定めた第２判定値とを比較して、燃圧上昇値４０１が第２判定値内であれば異常なし（正常）、第２判定値外であれば異常ありと判定される。特定パターンとは、燃料ポンプ２０６の駆動／停止を交互に繰り返す間欠動作である。燃料ポンプ２０６の駆動／停止時間は任意に設定できる。第２判定値は、あらかじめ試験などを行って設定しておく。第２判定値として、例えば５０ｋＰａにヒステリシスを加えた数値範囲、例えば５０±５ｋＰａの数値範囲を第２判定値として設定する。判定は、特定パターンとして燃料ポンプ２０６を駆動させ、燃料ポンプ２０６の駆動中である時刻ｔ３−ｔ４間の燃圧上昇値４０１と、第２判定値を比較する。燃圧低下値が第２判定値外であれば燃料ポンプ２０６が異常であると判定する。なお、燃料ポンプ２０６の特定パターンでの駆動は、図４の燃料ポンプ駆動信号に示されており、信号のＯＮ／ＯＦＦの繰り返しによって構成されている。
【００２８】
例えば、図４に示すように、燃圧上昇値４０１ａが５０ｋＰａである場合は、第２判定値である５０±５ｋＰａの数値範囲内であるため、燃料ポンプ２０６は異常なし（正常）と判定される。
【００２９】
一方、燃圧上昇値４０１ｂが１０ｋＰａ（燃圧の上昇方向をプラスとしている）である場合は、第２判定値である５０±５ｋＰａの数値範囲外であるため、燃料ポンプ２０６は異常ありと判定される。なお、第２判定値はあらかじめ設定するとしたが、これに代えて、燃料ポンプ２０６の駆動時間とその間の燃料ポンプ２０６の吐出量から算出することも可能である。
【００３０】
以上に説明したように、本発明によれば、燃圧の異常が検出された場合に、かかる燃圧異常が、燃圧センサ２０１の異常が原因であるか、燃料ポンプ２０６の異常が原因であるかの特定が可能である。従って、これにより、燃圧センサ２０１の異常、又は燃料ポンプ２０６の異常に合わせたフェイルセーフ制御を実行することが可能とする噴射制御装置２２０を提供することができるため、燃費の向上に寄与する。
【００３１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば、燃圧異常の検出方法として、燃圧センサ２０１の燃圧値を元にして燃圧異常を検出する例を示して説明したが、これに限定する意図はなく、例えば、空燃比センサの出力信号を基にして空燃比がリッチかリーンかを判定ことにより燃圧の異常（燃料供給系の異常）を検出することとしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
図面中、２０１は燃圧センサ、２０６は燃料ポンプ、２０７はインジェクタ、２２０は噴射制御装置、２２１は目標燃圧算出手段、２２２は燃圧システム異常検出手段、２２３は燃圧異常判定手段、２２４は燃料ポンプ制御手段、２２５は噴射制御手段を示す。
【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５】
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