JP5206660B2 - 燃料供給系の異常判定装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の気筒に燃料を供給する燃料供給系における燃料漏れ異常の判定を行う燃料供給系の異常判定装置に関するものである。
近年、多気筒のディーゼル機関に燃料を供給するための燃料供給系として、ポンプによる圧送などによって昇圧された状態の燃料を蓄えるコモンレールを備えたコモンレール式のものが提案されている。このコモンレール式の燃料供給系では、気筒毎に設けられた燃料噴射弁がコモンレールに各別に接続されており、それら燃料噴射弁の作動制御を各別に実行することにより、ディーゼル機関の各気筒に任意のタイミングで燃料が噴射供給される。
従来、そうした燃料供給系の異常判定を行う装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。燃料噴射弁から燃料が噴射されると、これに伴って燃料供給系内の燃料の圧力が一時的に低下する。このときの燃料圧力の低下態様は燃料供給系に異常が生じていない場合と同異常が生じている場合とで異なる。上記装置では、そうした燃料噴射弁からの燃料噴射の実行時おける燃料圧力を監視することによって燃料供給系の異常の有無が判定される。
特開2009−85164号公報
内燃機関の燃料供給系において発生する異常の一つとして、燃料供給系の内部から外部に燃料が漏れる異常(燃料漏れ異常)がある。上記装置によれば、そうした燃料漏れ異常が発生した場合に、燃料噴射弁からの燃料噴射に伴う燃料圧力の低下態様についての上記燃料漏れ異常の発生に起因する変化が捉えられて、同燃料漏れ異常の発生が判定されるようになる。
しかしながら、上記燃料漏れ異常が発生した場合にその発生に適切に対処するためには、単に燃料漏れ異常の発生を判定するのみならず、燃料漏れ異常の発生箇所の特定を併せて行うなど、異常判定にかかる処理をさまざまな観点で実行することが好ましく、この点において上記装置は改善の余地がある。
なお、こうした実情は、ディーゼル機関に限らず、ガソリン機関や天然ガス機関などといった他の内燃機関にあっても概ね共通している。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料供給系の燃料漏れ異常の発生の判定と発生箇所の特定とを併せて行うことのできる燃料供給系の異常判定装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1に記載の発明は、昇圧された状態の燃料を蓄える蓄圧容器と多気筒内燃機関の気筒毎に設けられて前記蓄圧容器に各別に接続された燃料噴射弁とを有する燃料供給系の燃料漏れ異常の判定を行う異常判定装置において、前記気筒毎に設けられて、前記燃料供給系の内部における前記蓄圧容器より前記燃料噴射弁側の部位と同燃料噴射弁の噴射孔との間の部位の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、前記気筒毎に設けられた燃料噴射弁のうちの一つからの燃料噴射を実行するとともに、その実行に伴う燃料圧力の変動波形を前記気筒毎に設けられた圧力検出手段により検出し、それら検出した変動波形に基づいて前記燃料漏れ異常の判定を行う判定手段とを備えることをその要旨とする。
内燃機関の燃料供給系の内部から外部に燃料が漏れる異常(燃料漏れ異常)が発生すると、燃料噴射弁からの燃料噴射の実行に伴い生じる燃料供給系内の燃料圧力の実際の変動波形が同燃料漏れ異常が発生していない場合において生じる燃料圧力の変動波形と異なる波形になる。この変動波形の差異は、圧力変動の伝播方向における燃料漏れ異常の発生箇所より上流側(燃料噴射を行った燃料噴射弁に近接する側)の部分ではさほど大きくならず、同燃料漏れ異常の発生箇所より下流側(燃料噴射を行った燃料噴射弁から離間する側)の部分においてごく大きくなる。
上記構成では、燃料噴射弁からの燃料噴射を通じて燃料供給系内の一箇所において燃料圧力の変動が発生して同変動が同燃料供給系内を伝播する。そして、その燃料圧力の変動波形が燃料供給系内の各所(各燃料噴射弁に対応する部分)に設けられた圧力検出手段によって検出される。そのため、それら圧力検出手段により検出した変動波形のいずれかに上述した差異が生じていることをもって燃料漏れ異常の発生を判定することができる。しかも、各圧力検出手段の配設位置(詳しくは、燃料圧力の検出位置)において上記差異が小さい状態と大きい状態とのいずれの状態であるかを判断することができる。そのため、例えば上記差異が小さい状態であると判断された変動波形を検出した圧力検出手段の配設位置と上記差異が大きい状態であると判断された変動波形を検出した圧力検出手段の配設位置との間の部位で燃料漏れ異常が発生していると判断するなど、各圧力検出手段の配設位置における判断の結果をもとに燃料漏れ異常が発生している箇所を特定することもできる。したがって上記構成によれば、燃料供給系の燃料漏れ異常の発生の判定と発生箇所の特定とを併せて行うことができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記判定手段は、前記燃料噴射を実行する燃料噴射弁に対応する圧力検出手段により検出した変動波形と他の圧力検出手段により検出した変動波形との位相差を算出するとともに同位相差に基づいて前記燃料漏れ異常の判定を行うことをその要旨とする。
燃料供給系に燃料漏れ異常が発生した場合と発生していない場合とでは、燃料噴射弁からの燃料噴射の実行に伴って発生した燃料圧力の変動が各圧力検出手段の配設部分に到達するまでに要する時間が異なる。そのため、燃料噴射を実行する燃料噴射弁に対応する圧力検出手段により検出した変動波形と他の圧力検出手段により検出した変動波形との位相差についても同様に、燃料供給系に燃料漏れ異常が発生した場合と発生していない場合とで異なる。上記構成によれば、そうした位相差に基づいて燃料漏れ異常の判定を適切に行うことができる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記判定手段は、前記位相差が所定値より大きいときに前記燃料漏れ異常が発生したと判定することをその要旨とする。
上記構成によれば、燃料噴射弁からの燃料噴射の実行に伴って発生した燃料圧力の変動が圧力検出手段の配設部分に到達するまでに要する時間が燃料漏れ異常の非発生時と比較して同燃料漏れ異常の発生時において長くなる装置において、同燃料漏れ異常の判定を的確に行うことができる。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記燃料供給系内の燃料の温度を検出する温度検出手段を備え、前記判定手段は、前記温度検出手段により検出した温度に基づいて前記所定値を設定することをその要旨とする。
燃料の温度に応じて燃料供給系内における圧力変動の伝播速度が変化するために、各圧力検出手段により検出される燃料圧力の変動波形、ひいてはその位相差も変化するようになる。そのため、燃料の温度によることなく燃料漏れ異常の判定の閾値である所定値を設定すると、燃料温度の変化に伴う位相差の変化が燃料漏れ異常の判定の精度を低下させる可能性がある。
上記構成によれば、そうした燃料温度に応じて所定値を設定することができ、燃料温度の変化に合わせて燃料漏れ異常の判定を精度よく実行することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項2〜4のうちのいずれか一項に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記判定手段は、前記燃料噴射を実行する燃料噴射弁に対応する圧力検出手段により検出した変動波形と他の複数の圧力検出手段により各別に検出した変動波形との位相差をそれぞれ算出し、それら算出した位相差に基づいて前記燃料漏れ異常の判定を行うことをその要旨とする。
上記構成によれば、複数の圧力検出手段の配設部分において各別に、上記位相差に基づく燃料漏れ異常の判定を行うことができる。そのため、それら判定の結果の組み合わせパターンをもとに燃料供給系内において燃料漏れ異常が発生している可能性のある箇所を特定することができるようになり、その特定を広い範囲にわたり細かく行うことができるようになる。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記判定手段は、前記変動波形の振幅を算出するとともに同振幅に基づいて前記燃料漏れ異常の判定を行うことをその要旨とする。
燃料供給系に燃料漏れ異常が発生した場合と発生していない場合とでは、圧力検出手段により検出される燃料圧力の変動波形の振幅が異なる。上記構成によれば、そうした変動波形の振幅に基づいて燃料漏れ異常の判定を適切に行うことができる。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記判定手段は、前記振幅が判定値より小さいときに前記燃料漏れ異常が発生したと判定することをその要旨とする。
上記構成によれば、燃料圧力の変動波形の振幅が燃料漏れ異常の非発生時と比較して同燃料漏れ異常の発生時において小さくなる装置において、同燃料漏れ異常の判定を的確に行うことができる。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記燃料供給系内の燃料の温度を検出する温度検出手段を備え、前記判定手段は、前記温度検出手段により検出した温度に基づいて前記判定値を設定することをその要旨とする。
燃料の温度に応じて燃料供給系内における圧力変動の伝播速度が変化するために、各圧力検出手段により検出される燃料圧力の変動波形の振幅も変化するようになる。そのため、燃料の温度によることなく燃料漏れ異常の判定の閾値である判定値を設定すると、燃料温度の変化に伴う振幅の変化が燃料漏れ異常の判定の精度を低下させる可能性がある。
上記構成によれば、そうした燃料温度に応じて判定値を設定することができ、燃料温度の変化に合わせて燃料漏れ異常の判定を精度よく実行することができる。
請求項9に記載の発明は、請求項6〜8のうちのいずれか一項に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記判定手段は、複数の前記圧力検出手段により各別に検出した変動波形の振幅をそれぞれ算出し、それら算出した振幅に基づいて前記燃料漏れ異常の判定を行うことをその要旨とする。
上記構成によれば、複数の圧力検出手段の配設部分において各別に、上記振幅に基づく燃料漏れ異常の判定を行うことができる。そのため、それら判定の結果の組み合わせパターンをもとに燃料供給系内において燃料漏れ異常が発生している可能性のある箇所を特定することができるようになり、その特定を広い範囲にわたり細かく行うことができるようになる。
請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のうちのいずれか一項に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記判定手段は、前記内燃機関の排気行程において前記燃料噴射を実行することをその要旨とする。
上記構成によれば、燃料漏れ異常の判定のために燃料噴射弁からの燃料噴射が実行されるとはいえ、その実行による内燃機関の各気筒における燃料の燃焼状態への影響を小さく抑えることができる。しかも、燃料噴射弁からの燃料噴射の実行に伴って発生する燃料圧力の変動態様が内燃機関の気筒内の圧力の影響を受けにくい状況で燃料漏れ異常の判定のための燃料噴射を実行することができ、同燃料漏れ異常の判定を精度よく実行することができる。
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記判定手段は、前記内燃機関の運転のための同内燃機関に対する燃料供給を停止する燃料カット制御の実行中であることを条件に前記燃料噴射を実行することをその要旨とする。
上記構成によれば、燃料噴射弁からの燃料噴射の実行に伴って発生する燃料圧力の変動態様に対する内燃機関の気筒内の圧力の影響がごく小さい状況で燃料漏れ異常の判定のための燃料噴射を実行することができ、同燃料漏れ異常の判定をより精度よく実行することができる。
請求項12に記載の発明は、請求項1〜11のいずれか一項に記載の燃料供給系の異常判定装置において、前記検出手段は、前記燃料噴射弁に取り付けられた圧力センサであることをその要旨とする。
上記構成によれば、燃料噴射弁から離れた位置において燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁の噴射孔に近い部位の燃料圧力を検出することができ、燃料漏れ異常の発生箇所の特定が可能な範囲を大きくすることができる。
本発明を具体化した一実施の形態にかかる異常判定装置が適用される内燃機関の概略構成を示す略図。 燃料噴射弁の断面構造を示す断面図。 圧力センサにより燃料圧力を検出した結果の一例を示すタイムチャート。 燃料漏れ異常の判定の実行時における各燃料圧力の変動波形の一例を示すタイムチャート。 各判定パターンと燃料漏れ異常の発生が疑われる箇所との関係を示す表。 各判定パターンと燃料漏れ異常の発生が疑われる箇所との関係を示す表。 異常判定処理の具体的な実行手順を示すフローチャート。 他の実施の形態にかかる燃料供給系の具体構成を示す略図。
以下、本発明を具体化した一実施の形態にかかる燃料供給系の異常判定装置について説明する。
図1に、本実施の形態にかかる異常判定装置が適用される内燃機関の概略構成を示す。
同図1に示すように、内燃機関10の気筒11には吸気通路12が接続されている。内燃機関10の気筒11内には吸気通路12を介して空気が吸入される。なお、この内燃機関10としては複数(本実施の形態では四つ[♯1〜♯4])の気筒11を有するディーゼル機関が採用されている。内燃機関10には、気筒11毎に、同気筒11内に燃料を直接噴射する直噴タイプの燃料噴射弁20が取り付けられている。この燃料噴射弁20の開弁駆動によって噴射された燃料は内燃機関10の気筒11内において圧縮加熱された吸入空気に触れて着火および燃焼する。そして内燃機関10では、気筒11内における燃料の燃焼に伴い発生するエネルギによってピストン13が押し下げられてクランクシャフト14が強制回転されるようになる。内燃機関10の気筒11において燃焼した燃焼ガスは排気として内燃機関10の排気通路15に排出される。
各燃料噴射弁20は分岐通路31aを介してコモンレール34に各別に接続されており、同コモンレール34は供給通路31bを介して燃料タンク32に接続されている。この供給通路31bには、燃料を圧送する燃料ポンプ33が設けられている。本実施の形態では、燃料ポンプ33による圧送によって昇圧された燃料がコモンレール34に蓄えられるとともに各燃料噴射弁20の内部に供給される。
また、各燃料噴射弁20にはリターン通路35が接続されており、同リターン通路35はそれぞれ燃料タンク32に接続されている。このリターン通路35を介して燃料噴射弁20の内部の燃料の一部が燃料タンク32に戻される。なお本実施の形態では、コモンレール34が蓄圧容器として機能し、各燃料噴射弁20、各分岐通路31a、供給通路31b、およびコモンレール34により燃料供給系が構成される。
以下、燃料噴射弁20の内部構造について説明する。
図2に、燃料噴射弁20の断面構造を示す。
同図2に示すように、燃料噴射弁20のハウジング21の内部にはニードル弁22が設けられている。このニードル弁22はハウジング21内において往復移動(同図の上下方向に移動)することの可能な状態で設けられている。ハウジング21の内部には上記ニードル弁22を噴射孔23側(同図の下方側)に常時付勢するスプリング24が設けられている。またハウジング21の内部には、上記ニードル弁22を間に挟んで一方側(同図の下方側)の位置にノズル室25が形成されており、他方側(同図の上方側)の位置に圧力室26が形成されている。
ノズル室25には、その内部とハウジング21の外部とを連通する噴射孔23が形成されており、導入通路27を介して上記分岐通路31a(コモンレール34)から燃料が供給されている。圧力室26には連通路28を介して上記ノズル室25および分岐通路31a(コモンレール34)が接続されている。また圧力室26は排出路30を介してリターン通路35(燃料タンク32)に接続されている。
上記燃料噴射弁20としては電気駆動式のものが採用されており、そのハウジング21の内部には駆動信号の入力によって伸縮する圧電素子(例えばピエゾ素子)が積層された圧電アクチュエータ29が設けられている。この圧電アクチュエータ29には弁体29aが取り付けられており、同弁体29aは圧力室26の内部に設けられている。そして、圧電アクチュエータ29の作動による弁体29aの移動を通じて、連通路28(ノズル室25)と排出路30(リターン通路35)とのうちの一方が選択的に圧力室26に連通されるようになっている。
この燃料噴射弁20では、圧電アクチュエータ29に閉弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ29が収縮して弁体29aが移動し、連通路28と圧力室26とが連通された状態になるとともに、リターン通路35と圧力室26との連通が遮断された状態(図2に示す状態)になる。これにより、圧力室26内の燃料のリターン通路35(燃料タンク32)への排出が禁止された状態で、ノズル室25と圧力室26とが連通されるようになる。そのため、ノズル室25と圧力室26との圧力差がごく小さくなり、ニードル弁22がスプリング24の付勢力によって噴射孔23を塞ぐ位置に移動して、このとき燃料噴射弁20は燃料が噴射されない状態(閉弁状態)になる。
一方、圧電アクチュエータ29に開弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ29が伸長して弁体29aが移動し、連通路28と圧力室26との連通が遮断された状態になるとともに、リターン通路35と圧力室26とが連通された状態になる。これにより、ノズル室25から圧力室26への燃料の流出が禁止された状態で、圧力室26内の燃料の一部がリターン通路35を介して燃料タンク32に戻されるようになる。そのため圧力室26内の燃料の圧力が低下して同圧力室26とノズル室25との圧力差が大きくなり、この圧力差によってニードル弁22がスプリング24の付勢力に抗して移動して噴射孔23から離れて、このとき燃料噴射弁20は燃料が噴射される状態(開弁状態)になる。
燃料噴射弁20には、上記導入通路27の内部の燃料圧力PQに応じた信号を出力する圧力センサ41が一体に取り付けられている。そのため、例えばコモンレール34(図1参照)内の燃料圧力などの燃料噴射弁20から離れた位置の燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁20の噴射孔23に近い部位の燃料圧力を検出することができる。なお、上記圧力センサ41は各燃料噴射弁20に一つずつ、すなわち内燃機関10の気筒11毎に設けられている。
図1に示すように、内燃機関10には、その周辺機器として、運転状態を検出するための各種センサが設けられている。それらセンサとしては、上記圧力センサ41の他、例えば吸気通路12を通過する空気の量(通路空気量GA)を検出するための吸気量センサ42や、クランクシャフト14の回転速度(機関回転速度NE)を検出するためのクランクセンサ43が設けられている。また、アクセル操作部材(例えばアクセルペダル)の操作量(アクセル操作量ACC)を検出するためのアクセルセンサ44や、燃料供給系内の燃料の温度(燃料温度THD)を検出するための温度センサ45なども設けられている。
また内燃機関10の周辺機器としては、例えばマイクロコンピュータを備えて構成された電子制御ユニット40なども設けられている。この電子制御ユニット40は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じて燃料噴射弁20の作動制御(燃料噴射制御)などの内燃機関10の運転にかかる各種制御を実行する。
本実施の形態の燃料噴射制御は基本的には次のように実行される。すなわち先ず、通路空気量GAや機関回転速度NE、燃料圧力PQ、アクセル操作量ACCなどの機関運転状態に基づいて、噴射パターンが選択されるとともに同噴射パターンの各噴射についての各種制御目標値が算出される。そして、それら制御目標値に応じたかたちで各燃料噴射弁20が各別に開弁駆動される。これにより、そのときどきの機関運転状態に適した噴射パターンで同機関運転状態に見合う量の燃料が各燃料噴射弁20から噴射されて内燃機関10の各気筒11内に供給されるようになる。なお本実施の形態では、メイン噴射やパイロット噴射、アフター噴射などを組み合わせた複数の噴射パターンが予め設定されて電子制御ユニット40に記憶されており、燃料噴射制御の実行に際してはそれら噴射パターンのうちの一つが選択される。また各種の制御目標値としては、メイン噴射やパイロット噴射、アフター噴射などといった各噴射の燃料噴射量についての制御目標値、メイン噴射の噴射時期やパイロットインターバルなどといった各種噴射の燃料噴射時期についての制御目標値が算出される。
また本実施の形態では、内燃機関10にトルクを出力させる必要のない状況であるとき(例えば減速運転時など)に、内燃機関10の運転のための、すなわちトルクを発生させるための同内燃機関10に対する燃料供給を一時的に停止する制御、いわゆる燃料カット制御が実行される。この燃料カット制御は、アクセル操作部材が操作されていない状態(アクセル操作量ACC=「0」)で機関回転速度NEが低下していることなどといった条件が満たされたときに実行される。
ここで、内燃機関10において燃料供給系の内部から外部に燃料が漏れる異常(燃料漏れ異常)が発生することがあり、同燃料漏れ異常が発生した場合にはこれに適切に対処する必要がある。
図3に、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20からの燃料噴射を実行するとともに同内燃機関10の気筒11[♯3]に対応する圧力センサ41により燃料圧力PQを検出した結果の一例を示す。なお図3において、線Lnoは燃料噴射を実行した燃料噴射弁20と燃料圧力PQを検出した圧力センサ41とを繋ぐ経路において燃料漏れ異常が発生していない場合における検出結果を示しており、線Labは同経路に燃料漏れ異常が発生している場合における検出結果を示している。
図3から明らかなように、燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴い生じる燃料圧力PQの変動波形は、燃料漏れ異常が発生していない場合(線Lno)と発生している場合(線Lab)とで異なる波形になる。
具体的には、燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴って発生した燃料圧力の変動が圧力センサ41の配設部分に到達するまでに要する時間(到達時間)が、燃料漏れ異常が発生していない場合と発生している場合とで異なる。本実施の形態の装置では、燃料漏れ異常の発生時における到達時間(Tab)が同燃料漏れ異常の非発生時における到達時間(Tno)より長くなる。
また、圧力センサ41により検出される燃料圧力PQの変動波形の振幅が、燃料漏れ異常が発生していない場合と発生している場合とで異なる。本実施の形態の装置では、燃料漏れ異常の発生時における燃料圧力PQの変動波形の振幅(Wab)が同燃料漏れ異常の非発生時における到達時間(Wno)より小さくなる。
このように本実施の形態の装置では、燃料漏れ異常の発生時と非発生時とで上記到達時間や燃料圧力PQの変動波形の振幅が異なる。そのため、そうした到達時間の変化や振幅の変化を検出することにより、燃料漏れ異常の発生を判定することができる。
この点をふまえて本実施の形態では、燃料漏れ異常の判定を次のように実行するようにしている。すなわち先ず、内燃機関10の気筒11毎に設けられた燃料噴射弁20のうちの一つ(具体的には、気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20)からの燃料噴射が実行される。これにより、内燃機関10の燃料供給系内の一箇所において燃料圧力の変動が発生して、その圧力変動が燃料供給系内を伝播するようになる。その後、そのように伝播する燃料圧力の変動波形が燃料供給系内の各所(各燃料噴射弁20に対応する部分)に設けられた圧力センサ41によりそれぞれ検出される。そして、それら検出した燃料圧力PQの変動波形に基づいて燃料漏れ異常の判定が行われる。
本実施の形態の燃料漏れ異常の判定は、具体的には、以下のように実行される。
先ず、内燃機関10気筒11[♯1]に対応する圧力センサ41により検出された燃料圧力PQの変動波形とそれ以外の気筒11[♯2],11[♯3],11[♯4]に対応する圧力センサ41により各別に検出された燃料圧力PQの変動波形との位相差がそれぞれ算出される。
図4に、燃料漏れ異常の判定の実行時において各圧力センサ41により検出される燃料圧力PQの変動波形の一例を示す。
同図4に示すように、上記位相差の算出に際しては先ず、各圧力センサ41により検出される燃料圧力PQに基づいて同燃料圧力PQの時間波形(L1〜L4)がそれぞれ形成される。そして、それら時間波形について各別に、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴う燃料圧力の変動が始まった後において燃料圧力PQが最初に極小値になる時期(時期T1〜T4)が算出される。その後、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する圧力センサ41により検出された燃料圧力PQの時間波形L1の時期T1とそれ以外の気筒11[♯2]〜11[♯4]に対応する圧力センサ41により各別に検出された燃料圧力PQの時間波形L2〜L4の時期T2〜T4との間隔が位相差ΔPとしてそれぞれ算出される。具体的には、時期T1と時期T2との間隔が位相差ΔP[♯1−2]として、時期T1と時期T3との間隔が位相差ΔP[♯1−3]として、時期T1と時期T4との間隔が位相差ΔP[♯1−4]としてそれぞれ算出される。
そして、それら位相差ΔP(具体的には、ΔP[♯1−2],ΔP[♯1−3],ΔP[♯1−4])と、位相差ΔP毎に設定される所定値Jp(具体的には、Jp[♯1−2],Jp[♯1−3],Jp[♯1−4])とが比較される。それら位相差ΔPのうちのいずれかが同位相差ΔPに対応する所定値Jpより大きいと判断されると燃料漏れ異常が発生していると判定され、全ての位相差ΔPが所定値Jp以下であると判断されると燃料漏れ異常が発生していると判定されない。
本実施の形態の装置では、前述したように燃料漏れ異常の発生時における前記到達時間Tabが同燃料漏れ異常の非発生時における到達時間Tno(図3参照)より長くなる。そのため、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する圧力センサ41により検出した燃料圧力PQの変動波形と他の圧力センサ41により検出した燃料圧力PQの変動波形との位相差ΔPについても同様に、燃料漏れ異常の発生時における位相差ΔPが同燃料漏れ異常の非発生時における位相差ΔPより長くなる。本実施の形態の装置では、そうした位相差ΔPと所定値Jpとの比較を通じて同位相差ΔPが大きくなっていること、ひいては燃料漏れ異常が発生していることが的確に判断される。
また、本実施の形態にかかる燃料漏れ異常の判定では、上記位相差ΔPに基づく判定に加えて、燃料圧力PQの時間波形(L1〜L4)の振幅に基づく判定が実行される。
この判定では先ず、各圧力センサ41により各別に検出された燃料圧力PQについての時間波形(L1〜L4)の振幅W(具体的には、W[♯1]、W[♯2]、W[♯3]、W[♯4])がそれぞれ算出される。この振幅Wとしては、例えば図4中にW[♯1]で示すように、燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴う燃料圧力の変動が始まった後において最初に極小値になったときの燃料圧力PQと最初に極大値になったときの燃料圧力PQとの差が算出される。
その後、各振幅W(具体的には、W[♯1]〜W[♯4])と、それら振幅W毎に設定された判定値Jw(具体的には、Jw[♯1],Jw[♯2],Jw[♯3],Jw[♯4])とが比較される。そして、それら振幅Wのうちのいずれかが同振幅Wに対応する判定値Jwより小さいと判断されると燃料漏れ異常が発生していると判定され、全ての振幅Wが判定値Jw以上であると判断されると燃料漏れ異常が発生していると判定されない。
本実施の形態の装置では、前述したように燃料漏れ異常の発生時における前記振幅Wabが同燃料漏れ異常の非発生時における振幅Wno(図3参照)より小さくなる。そのため、上記振幅Wと判定値Jwとの比較を通じて同振幅Wが小さくなっていること、ひいては燃料漏れ異常が発生していることが的確に判断される。
ここで、前述したように燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴い生じる燃料圧力PQの変動波形は、燃料漏れ異常が発生していない場合と発生している場合とで異なる波形になる。そして、この変動波形の差異は、圧力変動の伝播方向における燃料漏れ異常の発生箇所より上流側(燃料噴射を行った気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20に近接する側)の部分ではさほど大きくならず、同燃料漏れ異常の発生箇所より下流側(同燃料噴射弁20から離間する側)の部分においてごく大きくなる。
本実施の形態の装置では、各圧力センサ41の配設位置(詳しくは、燃料供給系内において燃料圧力PQが検出される位置)において各別に、上記差異が小さい状態および大きい状態のいずれであるかが(具体的には、前記位相差ΔPが所定値Jpより大きいか否かが、あるいは振幅Wが判定値Jwより小さいか否かが)判断される。
そのため、各位相差ΔP(具体的には、ΔP[♯1−2],ΔP[♯1−3],ΔP[♯1−4])についての判定結果や各振幅W(具体的には、W[♯1]〜W[♯4])についての判定結果に基づいて、燃料供給系内において燃料漏れ異常が発生している可能性のある箇所を特定することができるようになる。
例えば位相差ΔP[♯1−2]についての判定結果が異常判定(ΔP[♯1−2]>所定値Jp[♯1−2])である場合には、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20から気筒11[♯2]に対応する燃料噴射弁20までの経路(第1経路)において燃料漏れ異常が発生している可能性があると判断することができる。また、位相差ΔP[♯1−3]についての判定結果が異常判定(ΔP[♯1−3]>所定値Jp[♯1−3])である場合には、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20から気筒11[♯3]に対応する燃料噴射弁20までの経路(第2経路)において燃料漏れ異常が発生している可能性があると判断することができる。さらに、位相差ΔP[♯1−4]についての判定結果が異常判定(ΔP[♯1−4]>所定値Jp[♯1−4])である場合には、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20から気筒11[♯4]に対応する燃料噴射弁20までの経路(第3経路)において燃料漏れ異常が発生している可能性があると判断することができる。また、各位相差ΔP[♯1−2],ΔP[♯1−3],ΔP[♯1−4]についての判定結果が全て異常判定である場合には、上記第1〜第3経路の共通部分、すなわち内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20からコモンレール34までの部分において燃料漏れ異常が発生している可能性があると判断することができる。
そして、こうした判断のもとで各位相差ΔPについての判定結果により燃料漏れ異常が発生している箇所を特定することができる。以下、図5に示す各判定パターン(ア)〜(ク)毎に、各位相差ΔPについての判定結果の組み合わせパターンと燃料漏れ異常の発生が疑われる箇所との関係を説明する。
(ア)各位相差ΔPについての判定結果が全て正常判定(ΔP≦所定値Jp)である場合には、内燃機関10の燃料供給系内で燃料漏れ異常が発生している可能性は低い。
(イ)各位相差ΔPについての判定結果が全て異常判定である場合には、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20からコモンレール34までの部分における燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(ウ)位相差ΔP[♯1−2]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯2]に対応する燃料噴射弁20までの経路における燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(エ)位相差ΔP[♯1−3]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯3]に対応する燃料噴射弁20までの経路における燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(オ)位相差ΔP[♯1−4]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯4]に対応する燃料噴射弁20までの経路における燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(カ)位相差ΔP[♯1−2],ΔP[♯1−3]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯2]に対応する燃料噴射弁20までの経路と、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯3]に対応する燃料噴射弁20までの経路とにおける燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(キ)位相差ΔP[♯1−3],ΔP[♯1−4]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯3]に対応する燃料噴射弁20までの経路と、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯4]に対応する燃料噴射弁20までの経路とにおける燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(ク)位相差ΔP[♯1−2],ΔP[♯1−4]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯2]に対応する燃料噴射弁20までの経路と、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯4]に対応する燃料噴射弁20までの経路とにおける燃料漏れ異常の発生が疑われる。
本実施の形態によれば、各判定パターン(ア)〜(ク)に示されるように、各位相差ΔPについての判定結果の組み合わせパターンをもとに燃料供給系内において燃料漏れ異常が発生している可能性のある箇所を特定することができるようになり、その特定を広い範囲にわたり細かく行うことができるようになる。
一方、前記振幅W[♯1]についての判定結果が異常判定(W[♯1]<判定値Jw[♯1])である場合には、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20の噴射孔23から同気筒11[♯1]に対応する圧力センサ41の配設位置までの経路(第4経路)において燃料漏れ異常が発生している可能性があると判断することができる。また、振幅W[♯2]についての判定結果が異常判定(W[♯2]<判定値Jw[♯2])である場合には、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20から気筒11[♯2]に対応する燃料噴射弁20までの経路(前記第1経路)において燃料漏れ異常が発生している可能性があると判断することができる。さらに、振幅W[♯3]についての判定結果が異常判定(W[♯3]<判定値Jw[♯3])である場合には、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20から気筒11[♯3]に対応する燃料噴射弁20までの経路(前記第2経路)において燃料漏れ異常が発生している可能性があると判断することができる。また、振幅W[♯4]についての判定結果が異常判定(W[♯4]<判定値Jw[♯4])である場合には、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20から気筒11[♯4]に対応する燃料噴射弁20までの経路(前記第3経路)において燃料漏れ異常が発生している可能性があると判断することができる。各振幅W(W[♯1]〜W[♯4])についての判定結果が全て異常判定である場合には、上記第1〜第4経路の共通部分、すなわち第4経路において燃料漏れ異常が発生している可能性があると判断することができる。
そして、こうした判断のもとで各振幅Wについての判定結果により燃料漏れ異常が発生している箇所を特定することができる。以下、図6に示す各判定パターン(ケ)〜(チ)毎に、各振幅Wについての判定結果の組み合わせパターンと燃料漏れ異常の発生が疑われる箇所との関係を説明する。
(ケ)各振幅Wについての判定結果が全て正常判定(W≧判定値Jw)である場合には、内燃機関10の燃料供給系内で燃料漏れ異常が発生している可能性は低い。
(コ)各振幅Wについての判定結果が全て異常判定である場合には、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20の噴射孔23から同気筒11[♯1]に対応する圧力センサ41の配設位置までの経路における燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(サ)振幅W[♯2]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯2]に対応する燃料噴射弁20までの経路における燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(シ)振幅W[♯3]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯3]に対応する燃料噴射弁20までの経路における燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(ス)振幅W[♯4]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯4]に対応する燃料噴射弁20までの経路における燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(セ)振幅W[♯2],W[♯3]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯2]に対応する燃料噴射弁20までの経路と、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯3]に対応する燃料噴射弁20までの経路とにおける燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(ソ)振幅W[♯3],W[♯4]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯3]に対応する燃料噴射弁20までの経路と、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯4]に対応する燃料噴射弁20までの経路とにおける燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(タ)振幅W[♯2],W[♯4]についての判定結果のみが異常判定である場合には、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯2]に対応する燃料噴射弁20までの経路と、コモンレール34から内燃機関10の気筒11[♯4]に対応する燃料噴射弁20までの経路とにおける燃料漏れ異常の発生が疑われる。
(チ)振幅W[♯2]〜W[♯4]についての判定結果のみが異常判定である場合には、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する圧力センサ41の配設位置からコモンレール34までの経路における燃料漏れ異常の発生が疑われる。
本実施の形態によれば、各判定パターン(ケ)〜(チ)に示されるように、各振幅Wについての判定結果の組み合わせパターンをもとに燃料供給系内において燃料漏れ異常が発生している可能性のある箇所を特定することができるようになり、その特定を広い範囲にわたり細かく行うことができるようになる。
なお、位相差ΔPや振幅Wについての判定結果をもとに燃料漏れ異常の発生箇所を特定する場合、内燃機関10の各気筒11[♯2],11[♯3],11[♯4]に対応する圧力センサ41の配設位置より前記圧力変動の伝播方向における下流側の部位についての燃料漏れ異常の発生の判定やその発生箇所の特定を行うことが困難になる。そのため、それら圧力センサ41の配設位置が同圧力センサ41に対応する燃料噴射弁20の噴射孔23に近い位置に設定されるほど、燃料漏れ異常の発生の判定とその発生箇所の特定とが可能な範囲が大きくなると云える。本実施の形態の装置では、圧力センサ41が燃料噴射弁20に一体に取り付けられているため、圧力センサが燃料噴射弁から離れた位置に設けられる装置と比較して、燃料漏れ異常の発生の判定とその発生箇所の特定とが可能な範囲を大きくすることができる。
以下、燃料漏れ異常を判定する処理(異常判定処理)の実行手順について、図7に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。
なお、このフローチャートに示す一連の処理は、上記異常判定処理の具体的な実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット40により実行される。本実施の形態では、この異常判定処理が判定手段として機能する。
図7に示すように、この処理では先ず、燃料カット制御が実行されており(ステップS101:YES)、且つ燃料圧力PQが変動のごく小さい安定した状態であることを条件に(ステップS102:YES)、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20からの排気行程における燃料噴射が実行される(ステップS103)。
内燃機関10の排気行程においては、燃料噴射弁20からの燃料噴射を実行した場合であっても、各気筒11における燃料の燃焼状態への影響がなく(あるいはごく小さく)、同内燃機関10の燃焼行程と比較して気筒11内の圧力が低いために、燃料噴射の実行に伴って発生する燃料圧力の変動態様への気筒11内の圧力の影響が小さい。また、そうした内燃機関10の排気行程の中でも燃料カット制御の実行時においては、燃料カット制御の非実行時と比較して内燃機関10の気筒11内から排気通路15に排出されるガスの圧力がごく低いために、燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴い発生する燃料圧力の変動態様への気筒11内の圧力の影響がごく小さいと云える。
本実施の形態では、そうした燃料カット制御の実行時における内燃機関10の排気行程において燃料漏れ異常の判定を行うための燃料噴射弁20からの燃料噴射が実行されるために、内燃機関10の各気筒11における燃料の燃焼状態への影響を小さく抑えつつ、燃料漏れ異常の判定を精度よく実行することができる。
なお、燃料カット制御が実行されていない場合や(ステップS101:NO)、燃料圧力PQが変動の大きい安定していない状態である場合には(ステップS102:NO)、燃料噴射弁20からの燃料噴射(ステップS103)や、以下の処理(ステップS104〜ステップS110)を実行することなく、本処理は終了される。
燃料漏れ異常の判定を行うべく燃料噴射弁20からの燃料噴射が実行されると(ステップS103)、その後において各圧力センサ41により検出される燃料圧力PQに基づいて同燃料圧力PQについての時間波形がそれぞれ形成される(ステップS104)。
そして、それら時間波形に基づいて各位相差ΔP(ΔP[♯1−2],ΔP[♯1−3],ΔP[♯1−4])および各振幅W(W[♯1],W[♯2],W[♯3],W[♯4])がそれぞれ算出される(ステップS105)。
また、燃料温度THDに基づいて各所定値Jp(Jp[♯1−2],Jp[♯1−3],Jp[♯1−4])および各判定値Jw(Jw[♯1],Jw[♯2],Jw[♯3],Jw[♯4])がそれぞれ設定される(ステップS106)。
ここで、燃料の温度に応じて内燃機関10の燃料供給系内における圧力変動の伝播速度が変化するために、各圧力センサ41により検出される燃料圧力PQの時間波形、ひいてはその位相差ΔPや振幅Wも変化するようになる。そのため、燃料の温度によることなく燃料漏れ異常の判定の閾値である所定値Jpや判定値Jwを設定すると、燃料温度の変化に伴う位相差ΔPや振幅Wの変化が燃料漏れ異常の判定の精度を低下させる可能性がある。本実施の形態では、燃料温度THDに応じて所定値Jpや判定値Jwが設定されるために、そうした燃料温度の変化に合わせて燃料漏れ異常の判定を精度よく実行することができる。
なお本実施の形態の装置では、燃料漏れ異常の判定を高い精度で実行することの可能な燃料温度THDと所定値Jpとの関係や燃料温度THDと判定値Jwとの関係が実験やシミュレーションの結果などに基づき予め求められて電子制御ユニット40に記憶されている。ステップS106の処理では、そうした関係から燃料温度THDに基づいて各所定値Jpおよび各判定値Jwがそれぞれ算出される。
このようにして各所定値Jpおよび各判定値Jwが算出された後、位相差ΔPと所定値Jpとの比較に基づく燃料漏れ異常の判定、振幅Wと判定値Jwとの比較に基づく燃料漏れ異常の判定がそれぞれ実行されるとともに、その判定結果が記憶される(ステップS107)。
その後、各判定において燃料漏れ異常が発生したと判定されたか否かが判断される(ステップS108)。ここでは、各位相差ΔPについての判定結果および各振幅Wについての判定結果のいずれかが異常判定である場合に燃料漏れ異常が発生したと判定される。
そして、燃料漏れ異常が発生したと判定された場合には(ステップS108:YES)、前述した判定パターン(ア)〜(チ)[図5および図6参照]をもとに燃料漏れ異常の発生箇所が特定されて記憶されるとともに(ステップS109)、警告灯(図示略)が点灯された後(ステップS110)、本処理は終了される。
一方、燃料漏れ異常が発生したと判定されない場合には(ステップS108:NO)、ステップS109の処理およびステップS110の処理を実行することなく、本処理は終了される。
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)内燃機関10の気筒11毎に設けられた燃料噴射弁20のうちの一つからの燃料噴射を実行するとともに、その実行に伴う燃料圧力の変動波形を気筒11毎に設けられた圧力センサ41により検出し、それら検出した変動波形に基づいて燃料漏れ異常の判定を行うようにした。そのため、燃料圧力PQの変動波形についての燃料漏れ異常の発生時と非発生時との差異が各圧力センサ41により検出した燃料圧力PQの変動波形のいずれかに生じていることをもって、燃料漏れ異常の発生を判定することができる。しかも、各圧力センサ41により検出した燃料圧力PQの変動波形をもとに実行した判定の結果に基づいて、内燃機関10の燃料供給系内において燃料漏れ異常が発生している可能性のある箇所を特定することもできる。したがって、燃料供給系内における燃料漏れ異常の発生の判定と発生箇所の特定とを併せて行うことができる。
(2)内燃機関10気筒11[♯1]に対応する圧力センサ41により検出された燃料圧力PQの変動波形とそれ以外の気筒11[♯2]〜11[♯4]に対応する圧力センサ41により各別に検出された燃料圧力PQの変動波形との位相差ΔPをそれぞれ算出するとともに、それら位相差ΔPに基づいて燃料漏れ異常の判定を行うようにした。そのため、燃料漏れ異常の発生時と非発生時とで異なる上記位相差ΔPに基づいて燃料漏れ異常の判定を適切に行うことができる。
(3)位相差ΔPが所定値Jpより大きいときに燃料漏れ異常が発生したと判定するようにした。そのため、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴って発生した燃料圧力の変動がそれ以外の気筒11[♯2]〜11[♯4]に対応する圧力センサ41の配設部分に到達するまでに要する到達時間が燃料漏れ異常の発生によって長くなったことをもって、同燃料漏れ異常の判定を的確に行うことができる。
(4)燃料温度THDに基づいて各所定値Jpを設定するようにしたために、燃料温度の変化に合わせて燃料漏れ異常の判定を精度よく実行することができる。
(5)各位相差ΔPについての判定結果の組み合わせパターンをもとに燃料供給系内において燃料漏れ異常が発生している可能性のある箇所を特定することができ、その特定を広い範囲にわたり細かく行うことができる。
(6)各圧力センサ41により検出された燃料圧力PQの変動波形の振幅Wをそれぞれ算出するとともに、それら振幅Wに基づいて燃料漏れ異常の判定を行うようにした。そのため、燃料漏れ異常の発生時と非発生時とで異なる上記振幅Wに基づいて燃料漏れ異常の判定を適切に行うことができる。
(7)振幅Wが判定値Jwより小さいときに燃料漏れ異常が発生したと判定するようにしたために、振幅Wが燃料漏れ異常の発生によって小さくなったことをもって燃料漏れ異常の判定を的確に行うことができる。
(8)燃料温度THDに基づいて各判定値Jwを設定するようにしたために、燃料温度の変化に合わせて燃料漏れ異常の判定を精度よく実行することができる。
(9)各振幅Wについての判定結果の組み合わせパターンをもとに燃料供給系内において燃料漏れ異常が発生している可能性のある箇所を特定することができ、その特定を広い範囲にわたり細かく行うことができる。
(10)内燃機関10の排気行程において燃料漏れ異常の判定を行うための燃料噴射弁20からの燃料噴射を実行するようにしたために、内燃機関10の各気筒11における燃料の燃焼状態への影響を小さく抑えつつ、燃料漏れ異常の判定を精度よく実行することができる。
(11)燃料カット制御の実行時、すなわち燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴い発生する燃料圧力の変動態様への気筒11内の圧力の影響がごく小さいときに、燃料漏れ異常の判定を行うための燃料噴射弁20からの燃料噴射を実行することができ、同燃料漏れ異常の判定を精度よく実行することができる。
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・内燃機関10の燃料供給系に燃料漏れ異常が発生していると判定されたときに、警告灯を点灯することに限らず、その発生を報知することができるのであれば、ブザーを吹聴するなどしてもよい。また、そうした燃料漏れ異常の発生を報知するための構成を省略してもよい。
・位相差ΔPとして、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴う燃料圧力の変動が始まった後において燃料圧力PQが最初に極小値になる時期の差を算出することに限らず、前述した各時間波形の任意の位相の差であれば、任意の値を算出することができる。そうした値としては、例えば内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴う燃料圧力の変動が始まった後において燃料圧力PQが最初に極大値になる時期の差を挙げることができる。その他、内燃機関10の気筒11[♯1]に対応する燃料噴射弁20からの燃料噴射の実行に伴う燃料圧力の変動が始まった後において燃料圧力PQの変化速度(例えば燃料圧力PQの一回微分値)が最初に極小になる時期の差や、同変化速度が最初に極大になる時期の差などを挙げることもできる。
・内燃機関10の気筒11内の圧力による燃料漏れ異常の判定への影響が懸念される場合には、所定値Jpや判定値Jwを設定する設定パラメータとして、気筒11内の圧力と相関する値(通路空気量GAや機関回転速度NE、アクセル操作量ACCなど)を採用するようにしてもよい。
・燃料漏れ異常の判定が精度よく実行されるのであれば、所定値Jpや判定値Jwとして、予め定められた一定の値を採用してもよい。
・位相差ΔPが所定値Jpより大きくなったときに燃料漏れ異常が発生したと判定することに代えて、位相差ΔPが所定範囲を外れたときに燃料漏れ異常が発生したと判定するようにしてもよい。同構成によれば、燃料漏れ異常の発生時における前記到達時間が同燃料漏れ異常の非発生時における到達時間より短くなることのある装置において、同燃料漏れ異常の判定を的確に行うことができる。
・振幅Wが判定値Jwより小さくなったときに燃料漏れ異常が発生したと判定することに代えて、振幅Wが所定範囲を外れたときに燃料漏れ異常が発生したと判定するようにしてもよい。同構成によれば、燃料漏れ異常の発生時における燃料圧力PQの変動波形の振幅が同燃料漏れ異常の非発生時における振幅より大きくなることのある装置において、同燃料漏れ異常の判定を的確に行うことができる。
・位相差ΔPについての判定および振幅Wについての判定の一方を省略して他方のみを実行するようにしてもよい。
・各位相差ΔPについての判定結果により特定される燃料漏れ異常の発生箇所と各振幅Wについての判定結果により特定される燃料漏れ異常の発生箇所とが一致していることを条件に、燃料漏れ異常の発生の判定や発生箇所の特定を行うようにしてもよい。
・内燃機関10の気筒11[♯2]〜11[♯4]に対応する圧力センサ41により各別に検出した燃料圧力PQの変動波形の位相差に基づいて燃料漏れ異常の判定を行うようにしてもよい。
例えば気筒11[♯2]に対応する圧力センサ41により検出した燃料圧力PQの変動波形と気筒11[♯3]に対応する圧力センサ41により検出した燃料圧力PQの変動波形との位相差ΔP[♯2−3]を算出するとともに、同位相差ΔP[♯2−3]に基づいて燃料漏れ異常の判定を行うことができる。
その他、次のように燃料漏れ異常の判定を行うこともできる。図8に燃料噴射弁50(50A〜50D)、圧力センサ51(51A〜51D)、コモンレール54、各分岐通路55の配設態様の一例を示すように、並んで配設される三つの燃料噴射弁50のうちの中央の燃料噴射弁50の噴孔(図示略)と隣接する二つの燃料噴射弁50に対応する圧力センサ51の配設位置とを連通する経路の長さを等しく設定する。そして、上記中央の燃料噴射弁50からの燃料噴射を実行するとともに、隣接する二つの燃料噴射弁50に対応する圧力センサ51により燃料圧力の変動波形を検出する。それら変動波形の位相が一致していないときに燃料漏れ異常が発生していると判定し、同位相が一致しているときには燃料漏れ異常が発生していると判定しない。また、こうした燃料漏れ異常の判定をその判定に用いる構成の一部が重複する実行態様で複数回にわたり実行し、それら判定の結果を比較することにより、燃料漏れ異常の発生箇所を特定する。具体的には、図8に示す例では、燃料噴射弁50Bからの燃料噴射を実行するとともに燃料噴射弁50A,50Cに対応する圧力センサ51A,51Cにより検出した燃料圧力の変動波形を比較するとの判定と、燃料噴射弁50Cからの燃料噴射を実行するとともに燃料噴射弁50B,50Dに対応する圧力センサ51B,51Dにより検出した燃料圧力の変動波形を比較するとの判定とをそれぞれ実行する。そして、それら判定についての判定結果を比較することにより、燃料漏れ異常の発生箇所を特定する。
・燃料カット制御が実行されていないときに、燃料漏れ異常の判定のための燃料噴射弁20からの燃料噴射を実行するようにしてもよい。
・圧力センサ41の取り付け位置は、燃料供給系内部におけるコモンレール34より燃料噴射弁20側の部位と同燃料噴射弁20の噴射孔23との間の部位の燃料圧力を検出することができるのであれば、例えば分岐通路31aなど、任意に変更することができる。
・圧電アクチュエータにより駆動されるタイプの燃料噴射弁に代えて、例えばソレノイドコイルなどを備えた電磁アクチュエータによって駆動されるタイプの燃料噴射弁を採用することもできる。
・四つの気筒を有する内燃機関に限らず、二つの気筒を有する内燃機関や、三つの気筒を有する内燃機関、あるいは五つ以上の気筒を有する内燃機関にも、本発明は適用することができる。
・本発明は、ディーゼル機関に限らず、ガソリン燃料を用いるガソリン機関や天然ガス燃料を用いる天然ガス機関にも適用することができる。
10…内燃機関、11…気筒、12…吸気通路、13…ピストン、14…クランクシャフト、15…排気通路、20,50,50A,50B,50C,50D…燃料噴射弁、21…ハウジング、22…ニードル弁、23…噴射孔、24…スプリング、25…ノズル室、26…圧力室、27…導入通路、28…連通路、29…圧電アクチュエータ、29a…弁体、30…排出路、31a,55…分岐通路、31b…供給通路、32…燃料タンク、33…燃料ポンプ、34,54…コモンレール、35…リターン通路、40…電子制御ユニット、41,51,51A,51B,51C,51D…圧力センサ(圧力検出手段)、42…吸気量センサ、43…クランクセンサ、44…アクセルセンサ、45…温度センサ(温度検出手段)。

Claims (12)

  1. 昇圧された状態の燃料を蓄える蓄圧容器と多気筒内燃機関の気筒毎に設けられて前記蓄圧容器に各別に接続された燃料噴射弁とを有する燃料供給系の燃料漏れ異常の判定を行う異常判定装置において、
    前記気筒毎に設けられて、前記燃料供給系の内部における前記蓄圧容器より前記燃料噴射弁側の部位と同燃料噴射弁の噴射孔との間の部位の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
    前記気筒毎に設けられた燃料噴射弁のうちの一つからの燃料噴射を実行するとともに、その実行に伴う燃料圧力の変動波形を前記気筒毎に設けられた圧力検出手段により検出し、それら検出した変動波形に基づいて前記燃料漏れ異常の判定を行う判定手段と
    を備えることを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  2. 請求項1に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記判定手段は、前記燃料噴射を実行する燃料噴射弁に対応する圧力検出手段により検出した変動波形と他の圧力検出手段により検出した変動波形との位相差を算出するとともに同位相差に基づいて前記燃料漏れ異常の判定を行う
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  3. 請求項2に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記判定手段は、前記位相差が所定値より大きいときに前記燃料漏れ異常が発生したと判定する
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  4. 請求項3に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記燃料供給系内の燃料の温度を検出する温度検出手段を備え、
    前記判定手段は、前記温度検出手段により検出した温度に基づいて前記所定値を設定する
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  5. 請求項2〜4のうちのいずれか一項に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記判定手段は、前記燃料噴射を実行する燃料噴射弁に対応する圧力検出手段により検出した変動波形と他の複数の圧力検出手段により各別に検出した変動波形との位相差をそれぞれ算出し、それら算出した位相差に基づいて前記燃料漏れ異常の判定を行う
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  6. 請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記判定手段は、前記変動波形の振幅を算出するとともに同振幅に基づいて前記燃料漏れ異常の判定を行う
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  7. 請求項6に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記判定手段は、前記振幅が判定値より小さいときに前記燃料漏れ異常が発生したと判定する
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  8. 請求項7に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記燃料供給系内の燃料の温度を検出する温度検出手段を備え、
    前記判定手段は、前記温度検出手段により検出した温度に基づいて前記判定値を設定する
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  9. 請求項6〜8のうちのいずれか一項に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記判定手段は、複数の前記圧力検出手段により各別に検出した変動波形の振幅をそれぞれ算出し、それら算出した振幅に基づいて前記燃料漏れ異常の判定を行う
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  10. 請求項1〜9のうちのいずれか一項に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記判定手段は、前記内燃機関の排気行程において前記燃料噴射を実行する
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  11. 請求項10に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記判定手段は、前記内燃機関の運転のための同内燃機関に対する燃料供給を停止する燃料カット制御の実行中であることを条件に前記燃料噴射を実行する
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
  12. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の燃料供給系の異常判定装置において、
    前記検出手段は、前記燃料噴射弁に取り付けられた圧力センサである
    ことを特徴とする燃料供給系の異常判定装置。
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