(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動パルスが印加される噴射制御用電磁弁の開弁によって、コモンレールからエンジンの各気筒に燃料を噴射する複数のインジェクタと、
燃料を圧縮するとともに、圧縮燃料の前記コモンレールへの吐出量を調整する吐出量制御手段を有するサプライポンプと、
コモンレール内の圧力に対応するセンサ出力を送出する圧力センサと、
前記エンジンの運転状態と、前記センサ出力から算出されるコモンレール圧力とに基づいて、各噴射制御用電磁弁、および前記サプライポンプの前記吐出量制御手段を制御するエンジン制御手段とを備える燃料噴射システムにおいて、
前記駆動パルスの開指令出力の終了から第１所定時間前の第１のセンサ出力値と、前記駆動パルスの開指令出力の終了から第２所定時間経過後の第２のセンサ出力値とを取り込んで格納する取込格納手段と、
格納された前記第２のセンサ出力値と前記第１のセンサ出力値との差のみから、前記駆動パルスが出力されているにもかかわらず前記インジェクタが開弁しないという異常を判定する異常判定手段を設け、
前記異常判定手段は、前記格納された前記第２のセンサ出力値と前記第１のセンサ出力値との差が、所定値未満の場合に前記インジェクタが異常であると判定することを特徴とする燃料噴射システム。
【請求項２】
駆動パルスが印加される噴射制御用電磁弁の開弁によって、コモンレールからエンジンの各気筒に燃料を噴射する複数のインジェクタと、
燃料を圧縮するとともに、圧縮燃料の前記コモンレールへの吐出量を調整する吐出量制御手段を有するサプライポンプと、
コモンレール内の圧力に対応するセンサ出力を送出する圧力センサと、
前記エンジンの運転状態と、前記センサ出力から算出されるコモンレール圧力とに基づいて、各噴射制御用電磁弁、および前記サプライポンプの前記吐出量制御手段を制御するエンジン制御手段とを備える燃料噴射システムにおいて、
前記センサ出力を所定時間毎に取り込んで格納していく取込格納手段と、
前回の取り込み時間に格納された前回値と、今回の取り込み時間に格納された今回値との差を算出する差分値算出手段と、
前回値と今回値との差の取り込み時間毎の変移を観測する差分値観測手段と、
該差分値観測手段の観測結果に基づいて、前記インジェクタが開弁しないという異常であるか否かを判定する異常判定手段を設け、
前記異常判定手段は、前記駆動パルスの開指令出力の終了時点前後における最大の差分値の値が正常判定値以上である場合には、前記インジェクタが正常であると判別し、最大の差分値の値が正常判定値未満の場合には、前記インジェクタが異常であると判定することを特徴とする燃料噴射システム。
【請求項３】
駆動パルスが印加される噴射制御用電磁弁の開弁によって、コモンレールからエンジンの各気筒に燃料を噴射する複数のインジェクタと、
燃料を圧縮するとともに、圧縮燃料の前記コモンレールへの吐出量を調整する吐出量制御手段を有するサプライポンプと、
コモンレール内の圧力に対応するセンサ出力を送出する圧力センサと、
前記エンジンの運転状態と、前記センサ出力から算出されるコモンレール圧力とに基づいて、各噴射制御用電磁弁、および前記サプライポンプの前記吐出量制御手段を制御するエンジン制御手段とを備える燃料噴射システムにおいて、
前記センサ出力を所定時間毎に取り込んで格納していく取込格納手段と、
該取込格納手段に格納された所定回数前迄のセンサ出力値を読み出して加算する出力値加算手段と、
所定回数前迄の加算値と今回のセンサ出力値とから、今回のなまし値を算出するなまし値算出手段と、
今回のセンサ出力値と今回のなまし値との差分の、取り込み時間毎の変移を観測する差分観測手段と、
該差分観測手段の観測結果に基づいて、前記インジェクタが開弁しないという異常であるか否かを判定する異常判定手段を設け、
前記異常判定手段は、前記駆動パルスの開指令出力の終了時点前後における最大の差分値の値が正常判定値以上である場合には、前記インジェクタが正常であると判別し、最大の差分値の値が正常判定値未満の場合には、前記インジェクタが異常であると判定することを特徴とする燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コモンレール式の燃料噴射システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動パルスが印加される噴射制御用電磁弁の開弁によって、コモンレールからエンジンの各気筒に燃料を噴射する複数のインジェクタを備える燃料噴射システムが従来より知られている。
【０００３】
噴射制御用電磁弁の巻線が断線や短絡している電気的な故障を検出することは比較的容易であるので、上記燃料噴射システムに、これら電気的故障を検出する異常検出手段を設けていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インジェクタのバルブ部分の作動異常は検出が難しく、例えば、バルブスティック等の異常は、運転者からのドライバビリティ不良を指摘されて初めて判る状態であり、ダイアグで異常を検出することは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、噴射制御用電磁弁を含むインジェクタが正常作動しているか、作動不良を起しているかを精度良く判定することができる燃料噴射システムの提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
複数のインジェクタは、駆動パルスが印加される噴射制御用電磁弁の開弁によって、コモンレールからエンジンの各気筒に燃料を噴射する。
【０００７】
サプライポンプは、燃料を圧縮するとともに、圧縮燃料のコモンレールへの吐出量を調整する吐出量制御手段を有する。
圧力センサは、コモンレール内の圧力に対応するセンサ出力を送出する。
【０００８】
エンジンン制御手段は、エンジンの運転状態と、センサ出力から算出されるコモンレール圧力とに基づいて、各噴射制御用電磁弁、およびサプライポンプの吐出量制御手段を制御する。
【０００９】
コモンレール圧力は、駆動パルスに対し、若干の遅れを持って変化する。
噴射開始時は、インジェクタからエンジンへ燃料が供給されるため、コモンレール圧力は漸減し、噴射終了時には燃料流出停止に伴う水撃作用による反射波でコモンレール圧力が漸増する。
異常判定手段は、駆動パルスの立ち下がりの近傍におけるセンサ出力の変動量に基づいてインジェクタの異常を判定する。
【００１０】
具体的には、以下の構成により、インジェクタの異常を判定する。
（ａ）取込格納手段は、駆動パルスの開指令出力の終了から第１所定時間前の第１のセンサ出力値と、駆動パルスの開指令出力の終了から第２所定時間経過後の第２のセンサ出力値とを取り込んで格納する。
異常判定手段は、格納された第２のセンサ出力値と第１のセンサ出力値との差を求め、この差が所定値未満の場合にインジェクタが異常であると判定する。
【００１１】
（ｂ）取込格納手段は、センサ出力を所定時間毎に取り込んで格納していく。
差分値算出手段は、前回の取り込み時間に格納された前回値と、今回の取り込み時間に格納された今回値との差を算出する。
異常判定手段は、前回値と今回値との差の取り込み時間毎の変移を観測する差分値観測手段と、この差分値観測手段の観測結果に基づいて、インジェクタが異常であるか否かを判定する。
【００１２】
（ｃ）取込格納手段は、センサ出力を所定時間毎に取り込んで格納していく。
出力値加算手段は、取込格納手段に格納された所定回数前迄のセンサ出力値を読み出して加算する。
なまし値算出手段は、所定回数前迄の加算値と今回のセンサ出力値とから、今回のなまし値を算出する。
【００１３】
差分観測手段は、今回のセンサ出力値と今回のなまし値との差分の、取り込み時間毎の変移を観測する。
異常判定手段は、差分観測手段の観測結果に基づいて、インジェクタが異常であるか否かを判定する。
【００１４】
これにより、燃料噴射システムは、噴射制御用電磁弁を含むインジェクタの作動が正常であるか異常であるかを検出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例を、図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示す燃料噴射システムＡは、噴射制御用電磁弁１、１…１の開弁によってエンジン２の各気筒に燃料を噴射するインジェクタ３、３…３と、吐出量制御装置４１を有する高圧供給ポンプ４と、圧力センサ５と、プレッシャーリミッタ６と、エンジン制御手段７とを備える。
【００１６】
インジェクタ３、３…３は、エンジン２の各気筒の燃焼室に対応して配されている。
これらインジェクタ３から各燃焼室への燃料噴射は、噴射制御用電磁弁１の開閉によって制御される。
【００１７】
各インジェクタ３は、コモンレール９（高圧蓄圧配管）に接続され、噴射制御用電磁弁１が開弁している間、コモンレール９内の高圧燃料が各燃焼室へ噴射される。
【００１８】
高圧供給ポンプ４は、低圧供給ポンプ４０により燃料タンク４２から吸引された燃料４３を昇圧する。この高圧供給ポンプ４は、エンジン制御手段７が制御する吐出量制御装置４１により駆動される。
そして、この高圧供給ポンプ４により高圧になった燃料４３は、チェックバルブ４４および供給配管４５を経てコモンレール９に供給され、燃料噴射が可能な高圧に常時、コモンレール９内が維持される。
【００１９】
圧力センサ５は、コモンレール９内の圧力を検出するためにコモンレール９の一端側に配設され、コモンレール圧力に対応するセンサ出力をエンジン制御手段７に送出する。そして、コモンレール圧力がエンジン制御手段７により検出される。
【００２０】
プレッシャーリミッタ６は、コモンレール９等の破損を防止するための安全装置であり、コモンレール９内の圧力が制限値（例えば１５０ＭＰａ）を越えると機械的に開弁して異常高圧を開放する。
【００２１】
エンジン制御手段７は、気筒判定手段７１、インジェクタ駆動パルス演算手段７２、インジェクタ駆動パルス出力手段７３、センサ出力処理手段７４、センサ出力取込格納手段７５、差分演算手段７６、および異常判定手段７７を有する。
【００２２】
このエンジン制御手段７は、エンジン２の運転状態、および圧力センサ５が検出するコモンレール圧力ＰＣ等に基づいて、噴射制御用電磁弁１、１…１、および高圧供給ポンプ４の吐出量制御装置４１を制御する。
【００２３】
エンジン２の運転状態は、エンジン回転を検出するための回転数センサ、車両負荷を検出するための負荷センサ（図示せず）等からのセンサ出力により把握される。
そして、把握されたエンジンの運転状態に最適な、噴射時期および噴射量（＝噴射期間）となる様に、エンジン制御手段７が噴射制御用電磁弁１、１…１にインジェクタ駆動パルス７０を出力する。
【００２４】
また、検出された、車両負荷およびエンジン回転数に応じて噴射圧力が最適値になる様に、コモンレール圧力を監視しながらエンジン制御手段７が制御信号を吐出量制御装置４１に出力する。
【００２５】
気筒判定手段７１は、ポンプ信号とクランク角信号とに基づいて気筒を判定する。
インジェクタ駆動パルス演算手段７２は、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＣＰとに基づいてインジェクタ駆動パルス７０を演算する。
【００２６】
インジェクタ駆動パルス出力手段７３は、気筒判定手段７１が判定した気筒に配置されたインジェクタ３の噴射制御用電磁弁１にインジェクタ駆動パルス７０を出力する。
【００２７】
つぎに、本実施例の燃料噴射システムＡの、噴射制御用電磁弁１を含むインジェクタ３が正常であるか異常であるかを判別する動作について述べる。
【００２８】
インジェクタ駆動パルス７０の開指令出力の終了時点７０１（立ち下がり時点）から第１所定時間α（数ｍｓ）前になると、センサ出力取込格納手段７５がセンサ出力Ｖａ（Ａ／Ｄ処理済）を取り込んで格納する。
【００２９】
また、インジェクタ駆動パルス７０の開指令出力の終了時点７０１（立ち下がり時点）から第２所定時間β（数ｍｓ）が経過すると、センサ出力取込格納手段７５がセンサ出力Ｖｂ（Ａ／Ｄ処理済）を取り込んで格納する。
【００３０】
下記の式から、差分演算手段７６が差分ΔＶを算出する。
差分ΔＶ＝センサ出力Ｖｂ−センサ出力Ｖａ
【００３１】
差分ΔＶ≧所定値が成立するか否か、異常判定手段７７が判別する。
差分ΔＶ≧所定値が成立する場合には、インジェクタ３（噴射制御用電磁弁１を含む）が正常である旨を示す判定出力を異常判定手段７７が送出する。
また、差分ΔＶ＜所定値が成立する場合には、インジェクタ３（噴射制御用電磁弁１を含む）が異常である旨を示す判定出力を異常判定手段７７が送出する。この場合には、例えば、インジェクタ異常ランプ等を点灯する。
【００３２】
これにより、燃料噴射システムＡは、インジェクタ３（噴射制御用電磁弁１を含む）が正常作動しているか、作動不良を起しているかを精度良く判定することができる。
【００３３】
つぎに、本発明の第２実施例を、図１、図４、図５に基づいて説明する。燃料噴射システムＢは、以下に示す点が燃料噴射システムＡと異なる。
【００３４】
エンジン制御手段７は、気筒判定手段７１、インジェクタ駆動パルス演算手段７２、インジェクタ駆動パルス出力手段７３、取込格納手段７８１、差分値算出手段７８２、差分値観測手段７８３、および異常判定手段７７を有する。
【００３５】
本実施例の燃料噴射システムＢの、噴射制御用電磁弁１を含むインジェクタ３が正常であるか異常であるかを判別する動作について述べる。
【００３６】
取込格納手段７８１は、圧力センサ５が送出するセンサ出力をＡ／Ｄ処理し、所定時間毎に取り込んで格納していく。
差分値算出手段７８２は、前回の取り込み時間に格納されたセンサ出力（前回値）と、今回の取り込み時間に格納されたセンサ出力（今回値）との差を算出する。
【００３７】
差分値観測手段７８３は、図５に示す様に、前回の取り込み時間に格納されたセンサ出力（前回値）と、今回の取り込み時間に格納されたセンサ出力（今回値）との差の取り込み時間毎の変移を観測する。
【００３８】
異常判定手段７７は、インジェクタ駆動パルス７０の開指令出力の状態と、差分値観測手段７８３の観測結果とに基づいて、噴射制御用電磁弁１を含むインジェクタ３が異常であるか否かを判定する。
【００３９】
具体的には、インジェクタ駆動パルス７０の開指令出力の終了時点７０１（立ち下がり時点）の前後における最大の差分値の値が正常判定値以上である場合には、インジェクタ３（噴射制御用電磁弁１を含む）が正常であると判別し、インジェクタ３が正常である旨を示す判定出力を異常判定手段７７が送出する。
【００４０】
また、最大の差分値の値が正常判定値未満の場合には、インジェクタ３（噴射制御用電磁弁１を含む）が異常である旨を示す判定出力を異常判定手段７７が送出する。この場合には、例えば、インジェクタ異常ランプ等を点灯する。
【００４１】
これにより、燃料噴射システムＢは、インジェクタ３（噴射制御用電磁弁１を含む）が正常作動しているか、作動不良を起しているかを精度良く判定することができる。
【００４２】
つぎに、本発明の第３実施例を、図１、図６、図７に基づいて説明する。燃料噴射システムＣは、以下に示す点が燃料噴射システムＡと異なる。
【００４３】
エンジン制御手段７は、気筒判定手段７１、インジェクタ駆動パルス演算手段７２、インジェクタ駆動パルス出力手段７３、取込格納手段７８１、出力値加算手段７９１、なまし値算出手段７９２、差分観測手段７９３、および異常判定手段７７を有する。
【００４４】
本実施例の燃料噴射システムＣの、噴射制御用電磁弁１を含むインジェクタ３が正常であるか異常であるかを判別する動作について述べる。
【００４５】
取込格納手段７８１は、圧力センサ５が送出するセンサ出力をＡ／Ｄ処理し、所定時間毎に取り込んで格納していく。
出力値加算手段７９１は、本実施例では、取込格納手段７８１に格納された前２回迄（所定回数前迄）のセンサ出力値を読み出して加算する。
【００４６】
なまし値算出手段７９２は、前２回迄（所定回数前迄）のセンサ出力値ΣＡＤｉと今回のセンサ出力値ＡＤｉとから、今回のなまし値ＮＡＤを算出する。
今回のなまし値ＮＡＤ＝（前２回迄（所定回数前迄）のセンサ出力値ΣＡＤｉ＋今回のセンサ出力値ＡＤｉ）／Ｎ
Ｎは３
【００４７】
差分観測手段７９３は、今回のセンサ出力値ＡＤｉと今回のなまし値ＮＡＤとの差分ΔＡＤを算出し、この差分ΔＡＤの取り込み時間毎の変移を観測する。
差分ΔＡＤ＝今回のセンサ出力値ＡＤｉ（実値）−なまし値ＮＡＤ
【００４８】
異常判定手段７７は、インジェクタ駆動パルス７０の開指令出力の状態と、差分観測手段７９３の観測結果とに基づいて、噴射制御用電磁弁１を含むインジェクタ３が異常であるか否かを判定する。
【００４９】
具体的には、インジェクタ駆動パルス７０の開指令出力の終了時点７０１（立ち下がり時点）の前後における最大の差分の値が正常判定値以上である場合には、インジェクタ３（噴射制御用電磁弁１を含む）が正常であると判別し、インジェクタ３が正常である旨を示す判定出力を異常判定手段７７が送出する。
【００５０】
また、最大の差分の値が正常判定値未満の場合には、インジェクタ３（噴射制御用電磁弁１を含む）が異常である旨を示す判定出力を異常判定手段７７が送出する。この場合には、例えば、インジェクタ異常ランプ等を点灯する。
【００５１】
これにより、燃料噴射システムＣは、インジェクタ３（噴射制御用電磁弁１を含む）が正常作動しているか、作動不良を起しているかを精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施例に係る燃料噴射装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る燃料噴射装置のブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る燃料噴射装置において、インジェクタ駆動パルスに対応するコモンレール圧力の推移を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施例に係る燃料噴射装置のブロック図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る燃料噴射装置において、インジェクタ駆動パルスに対応する、コモンレール圧力および差分値の推移を示すグラフである。
【図６】本発明の第３実施例に係る燃料噴射装置のブロック図である。
【図７】本発明の第３実施例に係る燃料噴射装置において、インジェクタ駆動パルスに対応する、コモンレール圧力および差分の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
１  噴射制御用電磁弁
２  エンジン
３  インジェクタ
４  高圧供給ポンプ（サプライポンプ）
５  圧力センサ
７  エンジン制御手段
９  コモンレール
４１  吐出量制御装置（吐出量制御手段）
７０  インジェクタ駆動パルス（駆動パルス）
７５  センサ出力取込格納手段（取込格納手段）
７７  異常判定手段
７８１  取込格納手段
７８２  差分値算出手段
７８３  差分値観測手段
７９１  出力値加算手段
７９２  なまし値算出手段
７９３  差分観測手段
【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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【図６】
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【図７】
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