JP5353670B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
これにより、1回の判定期間が短くなるので、複数回の判定を実行しても、極力短時間で燃料漏れが発生していると決定することができる。その結果、例えば燃料漏れを報知する警告音の発生、警告灯の点灯等、燃料漏れに対する適切なフェイルセーフ処理を速やかに実行できる。
これにより、判定期間中において、複数のプランジャから重なって燃料が圧送されても、燃料供給ポンプの圧送量を高精度に算出できる。
[第1実施形態]
(燃料噴射システム10)
図1に第1実施形態の燃料噴射システム10を示す。燃料噴射システム10は、例えば、自動車用の6気筒のディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」ともいう。)2に燃料を供給するためのものである。燃料噴射システム10は、燃料供給ポンプ14と、コモンレール20と、燃料噴射弁30と、電子制御装置(Electronic Control Unit:ECU)40とを備えている。
ECU40は、燃料噴射弁30に噴射を指令する噴射指令信号のパルス幅と噴射量との相関を示す噴射特性マップを、コモンレール圧の所定の圧力範囲毎にROMまたはフラッシュメモリに記憶している。そして、ECU40は、エンジン回転数およびアクセル開度に基づいて燃料噴射弁30の噴射量が決定されると、圧力センサ22が検出したコモンレール圧に応じて該当する圧力範囲の噴射特性マップを参照し、決定された噴射量を燃料噴射弁30に指令する噴射指令信号のパルス幅を噴射特性マップから取得する。
図2に、燃料噴射弁30に対する噴射指令パルスと、燃料供給ポンプ14の各プランジャのリフト量との関係を示す。噴射指令パルスの上の#1〜#6の数字は噴射する気筒番号を表している。本実施形態では、6気筒の燃料噴射弁30から6回燃料を噴射する間に、燃料供給ポンプ14から燃料が6回圧送される。つまり、平均すると、1回の燃料噴射に対して1回の燃料圧送が実行される。
ECU40は、圧力センサ22の出力信号から実コモンレール圧を検出し、エンジン回転数、アクセル開度等の運転状態に基づいてコモンレールの目標コモンレール圧を設定する。そして、実コモンレール圧と目標コモンレール圧との偏差から、1プランジャ当たりの指令圧送量QPMPを算出する。
QPMPJDB(PLIFTCA)=
QPMP−QPMP×(PLIFTCA−BALCA)/(180°CA−BALCA)
・・・(1)
式(1)において(180°CA−BALCA)は、QPMPを圧送するために要するBALCAから上死点までのプランジャのリフト角度量を表し、(PLIFTCA−BALCA)はBALCAからPLIFTCAまで移動するプランジャのリフト角度量を表している。
次に、判定期間Tpを規定する判定開始位置Ts、判定終了位置Teに応じた1プランジャ当たりの圧送量QPMPPLn(nはプランジャ番号)を算出する式をそれぞれ示す。
(1)−180°CA<Ts<Te<BALCA
QPMPPLn=0
(2)0°CA<Ts<BALCA<Te<180°CA
QPMPPLn=QPMPJDB(BALCA)−QPMPJDB(Te)
(3)0°CA<BALCA<Ts<Te<180°CA
QPMPPLn=QPMPJDB(Ts)−QPMPJDB(Te)
(4)0°CA<BALCA<Ts<180°CA<Te
QPMPPLn=QPMPJDB(Ts)
図3のように、2個のプランジャが判定期間Tpで重なって燃料を圧送する場合に燃料供給ポンプ14が判定期間Tpで圧送する圧送量の合計QPMPJDは、次式(2)に示すように、判定期間Tpにおける#1プランジャの圧送量QPMPPL1と#2プランジャの圧送量QPMPPL2との合計である。判定期間Tpの設定によっては、#3プランジャの圧送量も加算する場合がある。
QPMPJD=QPMPPL1+QPMPPL2 ・・・(2)
例えば、図3に示す判定期間TpにおけるQPMPJDは、式(2)に次の各式(3)、(4)を代入して算出できる。
QPMPPL1=QPMPJDB(TDC−TFIN) ・・・(3)
QPMPPL2=QPMPJDB(TDC−120°CA−TFIN)−
QPMPJDB(TDC−120°CA−TFIN+Tp)
・・・(4)
(漏れ判定)
次に、燃料噴射システム10の漏れ判定について説明する。本実施形態においては、判定期間Tpにおける燃料噴射システム10の漏れ量QLEAKは、次式(5)で算出できる。
QLEAK=QPMPJD−(QSUM×n+QINJ+QPc) ・・・(5)
尚、QINJは次式(6)で表される。
QINJ=QILSJD×Tp/180°CA+QILDJD×n ・・・(6)
式(5)、(6)において、前述したQPMPJD以外の各パラメータは以下の意味を表している。
QSUM:1個の燃料噴射弁30に対する1回の指令噴射量
QINJ:判定期間における全気筒の燃料噴射弁30からのリーク量
QILSJD:燃料供給ポンプ14の1圧送当たりにおける6気筒の全燃料噴射弁30の静リーク量
QILDJD:1個の燃料噴射弁30における1回の噴射当たりの動リーク量
QPc:判定期間Tpを規定する判定開始時期Tsと判定終了時期Teとにおけるコモンレール圧の偏差ΔPcを燃料量に換算した値
n:判定期間中の噴射回数(第1実施形態では、n=1)
つまり、判定期間Tpにおいて、燃料供給ポンプ14から圧送される燃料の圧送量(QPMPJD)から、燃料噴射弁30から噴射される噴射量の合計{QSUM×n(n=1)}と、燃料噴射弁30のリーク量(QINJ)と、コモンレール圧の偏差に相当する燃料量(QPc)との合計を減算したものが、燃料噴射システム10の燃料漏れ量(QLEAK)として表されている。
(燃料漏れ判定ルーチン)
図4に燃料漏れ判定ルーチンのフローチャートを示す。図4のルーチンは常時実行される。図4において「S」はステップを表している。
漏れカウンタが所定回数を超えている場合、ECU40は、S420または他のルーチンで,警告音の発生、警告灯の点灯等の適切なフェイルセーフ処理を実行する。
図5に、図4のS400で実行される圧送量算出ルーチンを示す。ECU40は、コモンレール圧と燃料供給ポンプ14に対する指令圧送量とから、圧送行程における燃料供給ポンプ14のデリバリバルブの開弁時期(BALCA)を算出する(S430)。
本実施形態では、燃料噴射システム10の漏れを判定する場合に、最小単位となる燃料噴射弁30の1回の噴射に対して燃料供給ポンプ14の圧送量を算出し、燃料噴射システム10の漏れ量を算出している。これにより、燃料噴射システム10に漏れが発生していると判定するときに要する1回当たりの判定時間が短くなる。その結果、燃料漏れの判定結果が所定回数を超えて連続して発生し、燃料噴射システム10に漏れが発生していると決定するまでに要する時間が短くなるので、燃料漏れに対して速やかに適切なフェイル処理を実行できる。
そして、ECU40は、制御プログラムを実行することにより、圧力検出手段、噴射量算出手段、リーク量算出手段、圧送量算出手段、漏れ量算出手段、漏れ判定手段として機能する。
第2実施形態による燃料噴射システムを図6に示す。燃料噴射システム50は、自動車用の4気筒のディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」ともいう。)52に燃料を供給するためのものである。
QPMPJD=QPMPPL1+QPMPPL2 ・・・(7)
QPMPPL1=QPMPJDB(TDC−TFIN) ・・・(8)
QPMPPL2=QPMPJDB(BALCA)−
QPMPJDB(Tp−TFIN) ・・・(9)
以下、ECU60は、第1実施形態と同様の手順で、式(5)および(6)に基づいて燃料漏れ量を算出し、燃料噴射システム50の漏れを判定する。
以上説明した上記実施形態では、燃料噴射システムの燃料漏れを判定する判定期間を判定開始時期と判定終了時期とで規定し、判定開始時期から判定終了時期までの間において、燃料供給ポンプから圧送される圧送量を算出している。
上記実施形態では、平均すると、燃料噴射弁の1回の燃料噴射に対して燃料供給ポンプの1回の燃料圧送が対応する燃料噴射システムの漏れ判定について説明した。
Claims (4)
- 燃料供給ポンプから供給されコモンレールで蓄圧された燃料を内燃機関の各気筒に設置された燃料噴射弁から噴射する燃料噴射システムの漏れを判定する燃料噴射制御装置において、
前記コモンレールの圧力を検出する圧力検出手段と、
前記燃料噴射弁が1回の燃料噴射を完了するように設定された判定開始時期から判定終了時期までの判定期間内における前記燃料噴射弁の噴射量を算出する噴射量算出手段と、
前記判定期間内の前記燃料噴射弁のリーク量を算出するリーク量算出手段と、
前記判定期間内の前記燃料供給ポンプの圧送量を算出する圧送量算出手段と、
前記判定期間内において、前記噴射量算出手段が算出する前記燃料噴射弁による1回の噴射量と、前記圧送量算出手段が算出する前記燃料供給ポンプの圧送量と、前記リーク量算出手段が算出する前記リーク量と、前記圧力検出手段が検出する前記判定終了時期と前記判定開始時期とにおける前記コモンレールの圧力差と、に基づいて前記燃料噴射システムの燃料漏れ量を算出する漏れ量算出手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 前記判定開始時期は前記燃料噴射弁に燃料噴射を指令する噴射指令信号の立ち上がり時期であり、前記判定終了時期は前記噴射指令信号の立ち下がり時期から前記燃料噴射弁の閉弁遅れを考慮した前記燃料噴射弁の閉弁時期であることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記燃料供給ポンプは複数のプランジャが往復移動することにより各プランジャに対応する加圧室で燃料を加圧して圧送し、
前記圧送量算出手段は、前記判定期間中において各プランジャによる圧送量を合計する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射制御装置。 - 前記燃料供給ポンプは複数のプランジャが往復移動することにより各プランジャに対応する加圧室で燃料を加圧して圧送し、
前記圧送量算出手段は、前記判定開始時期および前記判定終了時期の前記プランジャの角度位置に基づいて前記判定期間中における各プランジャによる圧送量を算出する、
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燃料噴射制御装置。
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