JP3849175B2 - 筒内直噴式内燃機関の燃料圧力調整弁の故障診断装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
本発明は、筒内直噴式内燃機関の燃料供給系の燃料圧力調整弁の故障を検知し判断する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の圧力による燃料圧力調整弁の故障診断装置としては、図８に示すように特開平５−３２１７３７号公報に示されたものがある。これは、設定燃料圧力を切り換えて、切り換え前後でのポンプ負荷偏差を検出し、その偏差により圧力レギュレータ９１の切り換え電磁弁９３の作動の異常を検出するものである。図８において、番号９０はエンジン、９４は吸気弁、９５は燃料噴射弁、９６は排気弁、９７は排気管、９８は燃料ポンプである。
【０００３】
また、燃料圧力により燃料系部品の故障診断を行う例が、例えば特開平４−２８４１４０号公報に示されており、これは、排気空燃比を測定し、空燃比補正係数の変化から圧力レギュレータの負圧通路の閉塞を検知するものである。
【０００４】
また、特開昭６２−１５３５６４号公報に示された例は、インジェクタ駆動時の燃料圧力の変化状態から、インジェクタの無噴射を検出するものである。
【０００５】
また、特開平４−３５０３５８号公報に示された例は、燃料ポンプ停止時の一定時間後の圧力降下を測定し、燃料リークを検知するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の燃料圧力調整弁の故障診断装置にあっては、想定する故障を管路の閉塞や、燃料リークとなっていたため、燃料リークはないものの、弁体戻り遅れがあるために圧力降下が過大となり、燃料供給圧力が大きく変動する圧力レギュレータの一つの故障モードが検出できず、燃料圧力が大きく変動する場合の要因を早期に特定できずに、修理においてユーザに無用の時間と費用を負担させる懸念がある、という問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、燃料圧力の測定結果から、圧力レギュレータの弁体戻り遅れによる故障を特定することにより、上記問題点を解決することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の燃料圧力調整弁の故障診断装置は、燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給系として燃料を昇圧する燃料ポンプと、高圧の燃料を各噴射弁に供給する燃料配管と、燃料配管内の燃料圧力を測定する圧力センサと、燃料配管内の圧力変動を抑制するアキュームレータと、燃料配管内の圧力を所定値に設定する燃料圧力調整弁とを含んで構成される筒内直噴式内燃機関に設けられ、圧力センサの圧力測定値をもとに、この圧力測定値がこれまでの最低圧力以上、かつこれまでの最高圧力以下である回数が所定回数に至るまでの、燃料圧力調整弁の圧力設定動作に関する１変動検出周期当たりの燃料圧力の変動幅を検出し、この圧力変動幅が所定値を越えた場合は、燃料圧力調整弁の故障と診断する構成とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１を参照して説明する。
第１の実施の形態は、燃料タンク８からの燃料を昇圧する燃料ポンプ１と、エンジンに燃料を供給する、気筒毎に設けられた噴射弁６と、昇圧後の燃料を各噴射弁６に導く燃料配管３と、燃料ポンプ１の下流に設けられ燃料配管３内の圧力を測定する圧力センサ２と、燃料配管３内の燃料圧力を設定圧力に保つ、燃料圧力調整弁としての圧力レギュレータ４と、圧力レギュレータ４の上流にあって管内圧力変動を吸収するアキュームレータ５と、を含んで構成される直噴エンジンの燃料供給系システムである。
【００１１】
図２に示すように、本診断装置に関する制御部７は、圧力信号を入力する検出手段と、該圧力信号を演算する演算手段と、演算手段にデータを入出力する記憶手段と、演算手段により演算された結果から故障部位などを判定する判定手段と、判定結果により運転者やエンジン診断者へ警告表示を行う警告手段と、演算手段の結果により噴射弁などを制御する制御手段と、からなる。
【００１２】
次に第１の実施の形態の作用を説明する。
図５から図７に代表的な燃料配管内の燃料圧力測定例を示す。
図５は、圧力値は圧力上限Ｐｍａｘと圧力下限Ｐｍｉｎの間で圧力設定値Ｐｓｅｔのまわりに上下している。この状態は正常と判断されるべき状態である。
図６は、圧力はのこぎり歯状である。これは、圧力がレギュレータ設定値よりも高くなるとレギュレータの燃料リリーフ機能が働き圧力が低下するが、リリーフ機能を持つ針弁の戻りが遅いために圧力リリーフが過度に行われ、圧力が急減する状態である。この状態は、配管の破損による定常的な燃料リークはないので、従来の故障診断では想定されておらず、従来の検知技術では検出されない故障モードである。
図７は、圧力が限界圧力Ｐｌｉｍｉｔ以下になる場合で、配管の破損等により燃料が定常的に外部に漏れている状態で、この状態が従来の故障モードとして想定されていたものである。
本発明は、この図６を判断識別する故障診断装置を提供するものである。
【００１３】
図２に、本発明のフローチャートを示す。ステップＳ１０１（以下、Ｓ１０１というように記述する。）で圧力測定し、Ｓ１０２でこれまでの最低圧力Ｐαと比較する。最低圧力Ｐα以上であればＳ１０３へ進み、これまでの最大圧力Ｐβと比較する。最低圧力Ｐαよりも小さければＳ１０７へ進み、これまでの最低圧力Ｐαを更新してＳ１０９へ進む。Ｓ１０３で最大圧力Ｐβよりも大きければ、Ｓ１０８で最大圧力Ｐβを更新してＳ１０９へ進み、圧力変動幅ΔＰ＝Ｐβ−Ｐαを計算して、Ｓ１１０で圧力変動幅ΔＰが所定値αよりも大きいかどうか判断する。所定値αよりも大きい場合は、エンジンの振動が大きくなる可能性があるので、Ｓ１１１で警告を表示し、終了する。Ｓ１０３で圧力が最大圧力Ｐβ以下である場合は、Ｓ１０４へ進み、カウンタＮを増加させ、Ｓ１０５で所定回数Ｎ１の圧力測定が終了すると、Ｓ１０６で最大圧力Ｐβと最低圧力Ｐαをその時の圧力Ｐにリセットして、Ｓ１１２で終了する。
【００１４】
つまり、図６に示す圧力振幅がある所定値を越えるかどうかで判断するフローである。このフローにより、圧力レギュレータ４の針弁の戻り遅れ故障がある場合は、この故障が確実に検知される。しかしながらそれ以外の、例えば、噴射弁６が１気筒で噴射しなくなる場合や、アキュームレータ５が閉塞する場合を含むのは避けられない。
【００１５】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を図４を参照して説明する。
第２の実施の形態は、圧力レギュレータ４の針弁の戻り遅れ故障を他の故障と分離して特定するためのフローである。
すなわち、Ｓ２０１で圧力測定し、Ｓ３０１で予め設定する限界圧力Ｐｌｉｍｉｔ未満でない場合にのみＳ３０２へ進み、未満の場合にＳ３０４で連続して限界圧力Ｐｌｉｍｉｔを下回る場合は、Ｓ３０５で燃料配管３に破損等による定常的な燃料リークがあると判断し、Ｓ２０６で診断内容を記憶手段に格納して、Ｓ２０７で警報表示などを行い終了する。Ｓ３０１で限界圧力Ｐｌｉｍｉｔ以上の場合は、Ｓ３０２で予め設定する最低許容圧力Ｐｍｉｎよりも小さいかまたは、Ｓ３０３で予め設定する最大許容圧力Ｐｍａｘよりも大きい場合にのみ、Ｓ２０２の圧力変動パターン判断に進む。尚、Ｓ３０４で圧力限界Ｐｌｉｍｉｔ未満が連続しない場合もＳ２０２へ進む。Ｓ２０３で圧力降下があった後に圧力増加が複数回連続する場合は、図６のパターンと判断し、Ｓ２０４で故障部位を圧力レギュレータ４の針弁戻り不良と判定し、Ｓ２０６で結果を格納し、Ｓ２０７で警報表示を行い、終了する。Ｓ２０３で圧力降下のあった後に再び圧力降下がある場合は、故障部位は噴射弁６の無噴射か、アキュームレータ５の閉塞か、燃料ポンプ１の送油不良の可能性があると判定し、Ｓ２０６で結果を格納し、Ｓ２０７で警報を表示し終了する。
【００１６】
尚、本判断をより確実にするために、Ｓ２０７で警報を表示する前に、これら判断が連続して起きているのかを確認するステップを設けてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、その構成を、従来は想定されていなかった燃料圧力調整弁の弁体戻り不良による圧力変動パターンを検出する構成としたため、圧力が変動した場合にその要因が絞り込めずに長時間検討作業がかかったり、無駄な原因究明作業や、誤った対応策を行い、ユーザに対して故障がなかなか直らないといった不具合を解消できるという効果が得られる。
【００１８】
また、第２の実施の形態は、上記効果に加えて、燃料圧力調整弁の弁体戻り不良を確実に特定できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステム構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のフローチャートである。
【図３】本発明の制御ブロック構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のフローチャートである。
【図５】圧力変動パターン例の第１例である。
【図６】圧力変動パターン例の第２例である。
【図７】圧力変動パターン例の第３例である。
【図８】従来の燃料圧力調整弁の故障診断装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 燃料ポンプ
２ 圧力センサ
３ 燃料配管
４ 圧力レギュレータ
５ アキュームレータ
６ 噴射弁
７ 制御手段
８ 燃料タンク

Claims (3)

  1. 燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給系として燃料を昇圧する燃料ポンプと、該高圧の燃料を各噴射弁に供給する燃料配管と、燃料配管内の燃料圧力を測定する圧力センサと、燃料配管内の圧力変動を抑制するアキュームレータと、燃料配管内の圧力を所定値に設定する燃料圧力調整弁とを含んで構成される筒内直噴式内燃機関に設けられ、
    前記圧力センサの圧力測定値をもとに、該圧力測定値がこれまでの最低圧力以上、かつこれまでの最高圧力以下である回数が所定回数に至るまでの、前記燃料圧力調整弁の圧力設定動作に関する１変動検出周期当たりの前記燃料圧力の変動幅を検出し、該圧力変動幅が所定値を越えた場合は、前記燃料圧力調整弁の故障と診断する燃料圧力調整弁の故障診断装置。
  2. 燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給系として燃料を昇圧する燃料ポンプと、該高圧の燃料を各噴射弁に供給する燃料配管と、燃料配管内の燃料圧力を測定する圧力センサと、燃料配管内の圧力変動を抑制するアキュームレータと、燃料配管内の圧力を所定値に設定する燃料圧力調整弁とを含んで構成される筒内直噴式内燃機関に設けられ、
    前記圧力センサの圧力測定値をもとに、前記燃料圧力が前記所定値を含む圧力許容範囲を逸脱した場合において、圧力降下後の圧力増加が複数回に亘り継続するときは、前記燃料圧力調整弁の故障と診断する燃料圧力調整弁の故障診断装置。
  3. 前記圧力測定値が所定圧力以上の場合にのみ診断を行う請求項１又は２に記載の燃料圧力調整弁の故障診断装置。
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