JP2016070216A - 減量弁の異常判定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
燃料を噴射する「噴射弁」と、前記噴射弁に接続された供給経路に燃料を吐出する「ポンプ」と、前記供給経路上に設けられる減量弁であって閉弁時に前記ポンプによる吐出燃料の全部を前記噴射弁に供給し且つ開弁時に所定の排出量の燃料を前記供給経路から排出することによって前記吐出燃料の一部を前記噴射弁に供給する「減量弁」と、を有する燃料システム(燃料系)に適用される。
前記減量弁に開弁又は閉弁の指示を与えると共に前記ポンプに吐出量を指示し、且つ、前記減量弁が異常であるか否かを判定可能な「制御部」を備えている。
「前記噴射弁における燃料の要求量と、前記噴射弁に供給される燃料の圧力である燃圧を制御するためのフィードバック制御におけるフィードバック量と、前記減量弁への指示が開弁の場合に前記排出量に設定され且つ前記減量弁への指示が閉弁の場合にゼロに設定される補正量と、の合計」を吐出するように、前記ポンプに吐出量を指示するようになっている。
「第1異常判定」として、前記減量弁への指示が閉弁の場合における前記指示される吐出量が閾値吐出量以上であるとの条件が成立していない場合、前記減量弁への指示が開弁である期間中の前記フィードバック量と、前記減量弁への指示が閉弁である期間中の前記フィードバック量と、の差に基づき、前記減量弁が異常であるか否かを判定し、
「第2異常判定」として、前記条件が成立している場合、前記補正量をゼロに維持しながら前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更したときの前記燃圧の推移に基づき、前記減量弁が異常であるか否かを判定する、ように構成されている。
本発明の「制御部」は、「前記減量弁に開弁又は閉弁の指示を与えると共に前記ポンプに吐出量を指示」する。具体的には、制御部は、減量弁に対して必要に応じて「開弁又は閉弁の指示」を与える。更に、制御部は、ポンプに対して「前記噴射弁における燃料の要求量」と「燃圧を制御するためのフィードバック制御におけるフィードバック量」と「前記減量弁への指示が開弁の場合に前記排出量に設定され且つ前記減量弁への指示が閉弁の場合にゼロに設定される補正量」との合計を吐出する指示を与える。
一方、本発明の第2異常判定は、「前記条件が成立している場合」に行われるようになっている。第2異常判定においては、第1異常判定とは異なり、「燃圧」の推移に基づいて減量弁が異常であるか否かが判定される。
上記「閾値吐出量」は、吐出量に排出量が加算されてもその吐出量がポンプの最大吐出量に到達しない量、に設定されればよい。具体的には、閾値吐出量は、ポンプの最大吐出量とその閾値吐出量との差が排出量よりも大きくなるように(即ち、最大吐出量から排出量を減じた量よりも閾値吐出量が少なくなるように)定められればよい。一方、閾値吐出量が小さい量に設定されるほど、第2異常判定が行われる頻度が高まることになる。しかし、上述したように、燃圧制御の観点からは、第2異常判定が行われる頻度は出来る限り低い(即ち、閾値吐出量が大きい)ことが好ましい。
前記閾値吐出量は、前記ポンプに指示可能な最大吐出量よりも前記排出量だけ少ない量に設定され得る。
上記「制御部」は、上述した従来の燃料システムと同様、ポンプに指示される吐出量が所定の下限量以下となる場合に減量弁に開弁を指示するように構成されてもよい。例えば、制御部は、噴射弁における要求量が下限量以下である場合に減量弁に開弁を指示し、同要求量が下限量よりも多い場合に減量弁に閉弁を指示する、ように構成され得る(図2も参照。)。即ち、制御部は、減量弁の異常判定とは異なる理由により(ポンプの適正作動を目的として)減量弁に開閉の指示を与えるように構成され得る。更に、制御部は、そのような開閉の指示に代えて、減量弁の異常判定を目的として減量弁に開閉の指示を与えてもよい。
前記第1異常判定において、前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更したときの前記フィードバック量の変化量の絶対値、及び、前記減量弁への指示を開弁から閉弁に変更したときの前記フィードバック量の変化量の絶対値、の少なくとも一方が第1閾値以上である場合、前記減量弁が異常であると判定する、ように構成され得る。
上記「第2異常判定」は、減量弁が異常である場合には補正量をゼロに維持しながら減量弁への指示を変化させたときに燃圧が“変化しない”ことに着目している。しかし、たとえ減量弁が異常であっても、時々刻々と変化するフィードバック量等に起因し、燃圧が多少は変化する可能性がある。そこで、減量弁の異常判定をより精度良く行う観点から、第2異常判定は、燃圧の変化量が“減量弁が正常であると判定できる量”に達していない場合に減量弁が“異常”である、と判定するように構成されてもよい。
前記第2異常判定において、前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更したときの前記燃圧の変化量の絶対値が第2閾値以上でない場合、前記減量弁が異常であると判定する、ように構成され得る。
[装置の概要]
図1を参照しながら、本発明の実施形態に係る異常判定装置(以下「実施装置」という。)の概略構成を説明する。
燃料噴射弁11、デリバリパイプ12、フューエルポンプ13、燃料タンク14、減量弁15、及び、燃圧センサ16が、燃料システムに含まれる。
(2)シリンダブロック部
気筒21、ピストン22、コンロッド23、クランクシャフト24、及び、燃焼室25が、シリンダブロック部に含まれる。
(3)シリンダヘッド部
吸気ポート31、吸気弁32、インテークカムシャフト33、排気ポート34、排気弁35、エキゾーストカムシャフト36、点火プラグ37、及び、イグナイタ38が、シリンダヘッド部に含まれる。
(4)吸気系統
インテークマニホールド41、吸気管42、エアクリーナ43、スロットル弁44、及び、スロットル弁アクチュエータ44aが、吸気系統に含まれる。
(5)排気系統
エキゾーストマニホールド51、排気管52、及び、排ガス浄化用触媒53が、排気系統に含まれる。
(6)アクセルペダル61
(7)イグニッション・キー・スイッチ62
(8)各種センサ
クランクポジションセンサ71、エアフロメータ72、空燃比センサ73,74、吸気温度センサ75、及び、水温センサ76が、各種センサに含まれる。
(9)電子制御装置81
(A)燃料噴射弁11において要求される要求量Finj
(B)燃圧を制御するためのフィードバック制御におけるフィードバック量Ffb
(C)減量弁15への指示が開弁である場合には減量弁15を介して排出される排出量Fdに設定され且つ減量弁15への指示が閉弁である場合にはゼロに設定される補正量Fvopen
図3及び図4を参照しながら、実施装置における減量弁15の異常判定の手法を「第1異常判定」及び「第2異常判定」の順に説明する。図3及び図4は、減量弁15の状態(正常、開固着異常、閉固着異常)と、燃料システムにおける各種パラメータと、の関係の一例を表すタイムチャートである。図3及び図4において、“実線”は減量弁15が正常である場合の同パラメータの推移を表し、“破線”は減量弁15に開固着異常が生じている場合の同パラメータの推移を表し、“一点鎖線”は減量弁15に閉固着異常が生じている場合の同パラメータの推移を表す。
図3に示す例においては、時刻t0にて減量弁15に「開弁」が指示されており、時刻t0から所定時間が経過した時刻t1にて減量弁15に「閉弁」が指示される。このとき、減量弁15が“正常”である場合、時刻t1にて、減量弁15の開閉状態が開弁から閉弁に変化する。しかし、“開固着異常”が生じている場合、減量弁15の開閉状態は変わらず、減量弁15は開弁したままとなる。同様に、“閉固着異常”が生じている場合、減量弁15は閉弁したままとなる。
一方、上記条件(減量弁15への指示が閉弁の場合における吐出量Foutが閾値吐出量Foutth以上である)が成立する場合、第2異常判定を行うことにより、吐出量Foutが最大吐出量Fmaxに到達することを防ぎつつ、異常判定を行うことができる。
図5〜図8を参照しながら、実施装置の実際の作動を説明する。実施装置において、CPUは、図5に示す「燃圧制御」ルーチンを実行し、フューエルポンプ13に指示する吐出量Foutを調整することにより、燃圧FPを制御する。更に、CPUは、図6〜図8に示す「減量弁の異常判定」ルーチンを実行し、減量弁15が異常であるか否か(開固着異常または閉固着異常が生じているか否か)を判定する。
前回の異常判定の実施から所定時間が経過していること。例えば、前回の異常判定が完了した後に減量弁15が開閉した回数の積算値が、所定の閾値以上であること。
(条件2)
機関EGが定常運転中であること。例えば、機関EGの回転数の変化率が所定の閾値以下であり、機関EGの吸入空気量の変化率が所定の閾値以下であり、機関EGの空燃比制御に関する補正量の変化率が所定の閾値以下であること。
(条件3)
燃料噴射弁11、燃圧センサ16及び各種センサ71〜74が正常であること。
…(2)
…(3)
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用できる。
Claims (4)
- 燃料を噴射する噴射弁と、前記噴射弁に接続された供給経路に燃料を吐出するポンプと、前記供給経路上に設けられる減量弁であって閉弁時に前記ポンプによる吐出燃料の全部を前記噴射弁に供給し且つ開弁時に所定の排出量の燃料を前記供給経路から排出することによって前記吐出燃料の一部を前記噴射弁に供給する減量弁と、を有する燃料システムに適用される、減量弁の異常判定装置であって、
前記減量弁に開弁又は閉弁の指示を与えると共に前記ポンプに吐出量を指示し、且つ、前記減量弁が異常であるか否かを判定可能な制御部を備え、
前記制御部は、
前記噴射弁における燃料の要求量と、前記噴射弁に供給される燃料の圧力である燃圧を制御するためのフィードバック制御におけるフィードバック量と、前記減量弁への指示が開弁の場合に前記排出量に設定され且つ前記減量弁への指示が閉弁の場合にゼロに設定される補正量と、の合計を吐出するように、前記ポンプに吐出量を指示し、
第1異常判定として、前記減量弁への指示が閉弁の場合における前記指示される吐出量が閾値吐出量以上であるとの条件が成立していない場合、前記減量弁への指示が開弁である期間中の前記フィードバック量と、前記減量弁への指示が閉弁である期間中の前記フィードバック量と、の差に基づき、前記減量弁が異常であるか否かを判定し、
第2異常判定として、前記条件が成立している場合、前記補正量をゼロに維持しながら前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更したときの前記燃圧の推移に基づき、前記減量弁が異常であるか否かを判定する、
減量弁の異常判定装置。 - 請求項1に記載の異常判定装置において、
前記閾値吐出量が、前記ポンプに指示可能な最大吐出量よりも前記排出量だけ少ない量である、
減量弁の異常判定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の異常判定装置において、
前記制御部が、
前記第1異常判定において、前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更したときの前記フィードバック量の変化量の絶対値、及び、前記減量弁への指示を開弁から閉弁に変更したときの前記フィードバック量の変化量の絶対値、の少なくとも一方が第1閾値以上である場合、前記減量弁が異常であると判定する、
減量弁の異常判定装置。 - 請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の異常判定装置において、
前記制御部が、
前記第2異常判定において、前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更したときの前記燃圧の変化量の絶対値が第2閾値以上でない場合、前記減量弁が異常であると判定する、
減量弁の異常判定装置。
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