JP6094464B2 - Fuel injection control device - Google Patents
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Description
本発明は、燃料噴射弁から内燃機関の気筒に噴射される燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device that controls a fuel injection amount injected from a fuel injection valve into a cylinder of an internal combustion engine.
コモンレール式の燃料噴射システムにおいては、燃圧センサによるコモンレール内の燃圧の検出値がエンジンの運転状態に基づき定められた目標燃圧に一致するように、燃料ポンプの燃料吐出量をフィードバック制御している。またエンジンの運転状態に基づきインジェクタの燃料噴射量を定めるとともに、燃圧センサによる燃圧の検出値に基づいてインジェクタの通電時間等が定められている。そのため、燃圧センサに異常があり燃圧が正しく検出されない場合には、エンジンの運転状態に応じた適切な燃料噴射制御を行えなくなるため、従来から燃圧センサの異常判定が行われている。 In the common rail type fuel injection system, the fuel discharge amount of the fuel pump is feedback-controlled so that the detected value of the fuel pressure in the common rail by the fuel pressure sensor matches the target fuel pressure determined based on the operating state of the engine. Further, the fuel injection amount of the injector is determined based on the operating state of the engine, and the energization time of the injector is determined based on the detected value of the fuel pressure by the fuel pressure sensor. Therefore, when there is an abnormality in the fuel pressure sensor and the fuel pressure is not detected correctly, it becomes impossible to perform appropriate fuel injection control according to the operating state of the engine, so that abnormality determination of the fuel pressure sensor has been conventionally performed.
特許文献１に記載の技術では、燃料噴射弁を内燃機関に燃料が噴射されない程度に駆動させる、いわゆる空打ちを実施することで、燃料噴射弁から燃料タンクに戻される燃料のリークを繰り返し生じさせる。そしてリークを繰り返した際に、燃圧が大きく低下した際の燃料噴射弁の駆動回数、すなわちリークの実施回数を指標として取得する。そして今回取得された指標と過去に取得された指標との差が所定以上の場合に、燃圧センサに異常があると判定している。 In the technique described in Patent Document 1, the fuel injection valve is driven to the extent that fuel is not injected into the internal combustion engine, that is, so-called idle driving is performed, thereby repeatedly causing leakage of fuel returned from the fuel injection valve to the fuel tank. . Then, when the leak is repeated, the number of times the fuel injection valve is driven when the fuel pressure is greatly reduced, that is, the number of times the leak is performed is acquired as an index. When the difference between the index acquired this time and the index acquired in the past is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the fuel pressure sensor is abnormal.
ところで、燃料タンクに補充される燃料の種類が変わるとその粘度が変わる。また同一の燃料における粘度も温度変化に応じて変わりうる。そのため、リークにより燃料タンクに戻されるリーク量を一定とすべく、燃料噴射弁の開度や開閉タイミングが一定となるように制御したとしても、実際に燃料噴射弁から燃料タンクにリークにより戻される燃料量には燃料の粘度のばらつきによる誤差が含まれる可能性がある。そのため上記に記載の技術の場合、燃圧センサの異常判定の精度を十分に得られないおそれがある。 By the way, when the type of fuel to be replenished to the fuel tank changes, its viscosity changes. Also, the viscosity of the same fuel can be changed according to the temperature change. Therefore, even if the opening degree and the opening / closing timing of the fuel injection valve are controlled to be constant in order to make the amount of leakage returned to the fuel tank due to the leak constant, the leakage is actually returned from the fuel injection valve to the fuel tank. The amount of fuel may include an error due to variations in fuel viscosity. Therefore, in the case of the technique described above, there is a possibility that the accuracy of the abnormality determination of the fuel pressure sensor cannot be obtained sufficiently.
また上記の燃圧センサの異常判定は、燃料噴射弁を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動する、いわゆる空打ち状態で行う必要がある。 The abnormality determination of the fuel pressure sensor needs to be performed in a so-called idling state in which the fuel injection valve is driven in a time shorter than the time required to open the fuel injection valve.
本発明は、燃圧の検出異常を好適に判定することができる燃料噴射制御装置を提供することを技術課題とする。 It is a technical object of the present invention to provide a fuel injection control device capable of suitably determining a fuel pressure detection abnormality.
本発明では、燃料タンクの燃料を高圧化し吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから圧送された燃料を蓄えるコモンレールと、コモンレールに蓄圧された燃料をエンジンの気筒に供給する燃料噴射弁と、コモンレール内の燃料の圧力を検出する燃圧センサと、を備える燃料噴射装置に適用され、燃圧センサによる燃圧の検出値とコモンレールの目標燃圧との偏差に基づいて燃料ポンプの燃料吐出量をフィードバック制御する制御手段と、燃料吐出量と燃料噴射弁からの燃料噴射量との差分から、燃料噴射弁からの燃料リーク量の実際値である実リーク量を算出する実リーク量算出手段と、実リーク量に基づいて前記燃料の粘度に対する燃料リーク量の補正量を算出する補正量算出手段と、燃圧と燃料リークとの関係を示す基準燃料リーク特性を用いて、燃圧の検出値と補正量とから燃料リーク量の推定値である推定リーク量を算出する推定リーク量算出手段と、実リーク量と推定リーク量との比較の結果に基づいて燃圧の検出異常の有無を判定する検出異常判定手段と、を備えることを特徴とする。 In the present invention, a fuel pump that increases the pressure of fuel in a fuel tank and discharges the fuel, a common rail that stores fuel pumped from the fuel pump, a fuel injection valve that supplies fuel accumulated in the common rail to an engine cylinder, A fuel pressure sensor for detecting the pressure of the fuel, and a control means for feedback-controlling the fuel discharge amount of the fuel pump based on a deviation between a detected value of the fuel pressure by the fuel pressure sensor and a target fuel pressure of the common rail; Based on the actual leak amount, the actual leak amount calculating means for calculating the actual leak amount that is the actual value of the fuel leak amount from the fuel injector from the difference between the fuel discharge amount and the fuel injection amount from the fuel injector Correction amount calculation means for calculating a correction amount of the fuel leak amount with respect to the viscosity of the fuel, and a reference fuel leak characteristic indicating a relationship between the fuel pressure and the fuel leak. In addition, an estimated leak amount calculating means for calculating an estimated leak amount that is an estimated value of the fuel leak amount from the detected fuel pressure value and the correction amount, and the detection of the fuel pressure based on the comparison result between the actual leak amount and the estimated leak amount Detecting abnormality determining means for determining presence or absence of abnormality.
上記発明において、燃料吐出量と燃料噴射量との差から実リーク量を算出するため、燃圧の検出異常の有無にかかわらず、現実に生じる燃料リーク量を正しく算出できる。この場合、実リーク量は現実の燃圧に即したものとなる。一方、燃料リーク特性においてリーク量は燃料の粘度と燃圧とに相関があるため、粘度を表すパラメータと燃圧とが分かれば、燃料リーク量の推定が可能となる。ただし、燃圧の検出異常が生じていると、リーク量の推定に差異が生じる。つまり、粘度に対する燃料リーク量の補正量と燃圧とに基づき算出した推定リーク量と、燃料吐出量と燃料噴射量との差に基づき算出した実リーク量とに差異が生じる。この場合、推定リーク量と実リーク量とを比較し、両者の差異が大きくなっていれば、燃圧が誤検出されていると判定できる。またエンジンの運転中に異常判定を行う場合、異常判定のために空打ち等の特別な動作を行うことが不要となる。 In the above invention, since the actual leak amount is calculated from the difference between the fuel discharge amount and the fuel injection amount, the actual fuel leak amount can be calculated correctly regardless of whether or not the fuel pressure is detected abnormally. In this case, the actual leak amount is in accordance with the actual fuel pressure. On the other hand, in the fuel leak characteristic, the leak amount has a correlation with the fuel viscosity and the fuel pressure. Therefore, if the parameter indicating the viscosity and the fuel pressure are known, the fuel leak amount can be estimated. However, if there is a fuel pressure detection abnormality, there will be a difference in the estimation of the leak amount. That is, there is a difference between the estimated leak amount calculated based on the correction amount of the fuel leak amount with respect to the viscosity and the fuel pressure, and the actual leak amount calculated based on the difference between the fuel discharge amount and the fuel injection amount. In this case, the estimated leak amount and the actual leak amount are compared, and if the difference between the two is large, it can be determined that the fuel pressure is erroneously detected. Further, when the abnormality determination is performed during the operation of the engine, it is not necessary to perform a special operation such as idling for the abnormality determination.
以下、本発明にかかる燃料噴射制御装置を図面に基づいて説明する。燃料噴射システムは、例えば４気筒のディーゼルエンジンに燃料を噴射するコモンレール式の燃料噴射システムであり、燃料噴射制御装置によってその動作が制御される。図１は燃料噴射システムの概要を示す構成図である。図１において、燃料噴射システムは、燃料が蓄えられる燃料タンク１０と、燃料ポンプ１１と、コモンレール２０と、燃圧センサ２１と、インジェクタ２３と、プレッシャリミッタ３０と、ＥＣＵ５０とを備えている。
Hereinafter, a fuel injection control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The fuel injection system is a common rail fuel injection system that injects fuel into, for example, a 4-cylinder diesel engine, and its operation is controlled by a fuel injection control device. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a fuel injection system. 1, the fuel injection system includes a
燃料ポンプ１１は、燃料フィルタ１３が設けられた燃料配管１２を通じて燃料タンク１０と接続されている。燃料ポンプ１１は燃料タンク１０から汲み上げた加圧前の低圧燃料を、図示を略す燃料加圧室に吸入させる。そして、エンジン回転に同期してプランジャが往復動することに伴い燃料加圧室内で高圧化された高圧燃料を吐出する。例えば燃料ポンプ１１は、エンジン回転に伴い駆動されて燃料の吸入及び吐出を繰り返し実行する機械式ポンプである。燃料ポンプ１１の燃料吸入部には電磁駆動式の吸入調量弁（ＳＣＶ）１４が設けられている。
The
吸入調量弁１４は、燃料ポンプ１１の吸入側に設けられており、電流制御によって燃料ポンプ１１が吸入工程で吸入する燃料吸入量を調節する。例えば電流制御としては、吸入調量弁１４に対する電流のデューティ比制御が行われる。吸入調量弁１４による燃料吸入量が制御されることで、燃料ポンプ１１からの燃料吐出量が調量される。
The
例えば、吸入調量弁１４として、電磁ソレノイドの開放状態（全開状態）で保持される常開弁のものが使用される場合、電磁ソレノイドへの指示電流値の増加により燃料吸入通路の開口面積が減少されると、燃料ポンプ１１の燃料吸入量が減り、結果として燃料ポンプ１１による燃料吐出量が減少される。なお、吸入調量弁１４には、常閉弁の電磁弁を用いることも可能である。
For example, when a normally open valve that is held in an open state (fully open state) of the electromagnetic solenoid is used as the
また燃料ポンプ１１には、燃料吐出配管１８を介してコモンレール２０が接続されている。燃料ポンプ１１から吐出される高圧燃料は燃料吐出配管１８を通じてコモンレール２０に逐次給送され、それによりコモンレール２０内の燃料が高圧状態に保持されるようになっている。
A common rail 20 is connected to the
コモンレール２０には、コモンレール２０内の燃圧を検出するレール圧センサ（以下、燃圧センサ２１と記す）が設けられている。図１では、燃圧センサ２１はコモンレール２０における燃料ポンプ１１の燃料出口側に設けられているが、燃圧センサ２１は燃料ポンプ１１の燃料出口から後述するインジェクタ２３の噴射口に至る経路に設けることができる。
The common rail 20 is provided with a rail pressure sensor (hereinafter referred to as a fuel pressure sensor 21) that detects the fuel pressure in the common rail 20. In FIG. 1, the
インジェクタ２３は、例えば噴孔を開閉するノズルニードルを備える周知の電磁駆動式の噴射弁であり、エンジンの気筒ごとに設けられている。インジェクタ２３には高圧燃料配管２４を通じてコモンレール２０から高圧燃料が供給され、インジェクタ２３の駆動によりエンジンの各気筒に燃料が噴射供給される。ただし、インジェクタ２３に供給される高圧燃料の一部は、リークによりリターン配管２５を通じて燃料タンク１０に戻されるようになっている。なお、リークで燃料タンク１０に戻される燃料量を燃料リーク量と呼ぶ。また燃料噴射弁としては、電磁駆動式インジェクタに代えてピエゾ駆動式インジェクタを用いることも可能である。
The
また、コモンレール２０には圧力開放弁として常閉式のプレッシャリミッタ３０が設けられている。プレッシャリミッタ３０は、基本的には機械式のチェック弁（逆止弁）構造を有しており、コモンレール内の燃料圧力であるレール圧が過剰に上昇しプレッシャリミッタ３０の開弁圧を上回ると開弁する。プレッシャリミッタ３０が開弁することで、リターン配管２５を通じて高圧燃料が燃料タンク１０に戻され、レール圧が減圧される。これにより、高圧配管やコモンレール２０など高圧部品の破損が抑制される。
The common rail 20 is provided with a normally-closed
ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた電子制御装置であり、燃圧センサ２１、エンジンの回転速度を検出するための回転速度センサ５１、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ５２、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ５３などの各種センサからの信号を取り込んでエンジン運転状態を検出する。そしてＲＯＭ等に記憶された制御プログラム等を実行することで、エンジンの運転状態を制御する。
The ECU 50 is an electronic control device having a known microcomputer comprising a CPU, ROM, RAM, flash memory, etc., and detects a
具体的にはＥＣＵ５０は、コモンレール圧のフィードバック制御をする。つまりＥＣＵ５０はエンジン運転状態に基づいて、コモンレール圧の目標燃圧を算出する。なお目標燃圧は、エンジンがアイドル運転時等の低負荷状態の場合には比較的低い値に、エンジンが全負荷状態等の高負荷運転時には比較的高い値に設定される。そして燃圧センサ２１による燃圧の検出値が目標燃圧に一致するように、燃圧の検出値と目標燃圧との偏差に基づいて、吸入調量弁１４を駆動する駆動電流をフィードバック制御する。
Specifically, the ECU 50 performs feedback control of the common rail pressure. That is, the ECU 50 calculates the target fuel pressure of the common rail pressure based on the engine operating state. The target fuel pressure is set to a relatively low value when the engine is in a low load state such as during idle operation, and to a relatively high value when the engine is in a high load operation such as at full load. Then, the drive current for driving the
またＥＣＵ５０は、エンジン運転状態に基づいて、インジェクタ２３の通電を制御する。つまりエンジンの運転状態に応じて燃料噴射量、すなわち指示噴射量を設定するとともに、燃圧センサ２１により検出された燃圧に基づいて、指示噴射量をベースとするインジェクタ２３の通電時間を演算し、この通電時間に応じてインジェクタ２３を駆動させる制御を実施している。
Further, the
このように燃料吐出量及び燃料噴射量は燃圧の検出値に基づき求められている。そのため、燃圧の検出異常があることで、コモンレール２０の燃圧が正しく制御されない場合、エンジンの運転状態に応じた適切な燃料噴射制御が実施されなくなることに伴う不具合が生じ得る。 As described above, the fuel discharge amount and the fuel injection amount are obtained based on the detected value of the fuel pressure. Therefore, when there is an abnormality in detection of the fuel pressure, when the fuel pressure of the common rail 20 is not correctly controlled, there may be a problem associated with the fact that appropriate fuel injection control according to the operating state of the engine is not performed.
例えば、燃圧センサ２１のリード線が断線したりショートしたりした場合には、燃圧センサ２１の電圧レベルが正常状態での電圧範囲の最小値よりも小さい値となったり、正常状態での電圧範囲の最大値よりも大きい値となったりすることで燃圧の検出誤差が生じる。また、燃圧センサ２１は正常であるが、ＥＣＵ５０の演算回路がエンジン振動等で歪むことによって、燃圧センサ２１の検出信号が正しく換算されなくなる場合にも燃圧の検出誤差が生じる。なお本実施形態では、このような燃圧センサ２１及びＥＣＵ５０等に起因して燃圧の検出誤差が生じることを、燃圧の検出異常としている。
For example, when the lead wire of the
例えば燃圧の検出異常があることによって、燃圧の検出値がコモンレール２０の実際の燃圧よりも低い値として認識されてしまったとする。この場合、コモンレール２０に蓄圧される実際の燃圧が目標燃圧よりも高い値に維持されてしまうことにより、インジェクタ２３の噴射圧力が高くなり、実際の指示噴射量が増大する。この場合、エンジンが正しく制御されないことに伴う不具合が生じてしまう。
For example, it is assumed that the detected value of the fuel pressure is recognized as a value lower than the actual fuel pressure of the common rail 20 due to an abnormality in the detection of the fuel pressure. In this case, since the actual fuel pressure accumulated in the common rail 20 is maintained at a value higher than the target fuel pressure, the injection pressure of the
そこでＥＣＵ５０は、検出異常判定手段として燃圧の検出異常の有無を判定する。ところで、燃料タンク１０に戻される燃料の実際値であるリーク量（以下、実リーク量と記す）は、燃料吐出量と燃料噴射量との差分から求められる。この実リーク量は、現実の燃料の出入りの量から算出されるものであるため、燃圧の検出異常の有無にかかわらず、現実に生じるリーク量として正しく算出できる。
Therefore, the
なお、インジェクタ２３から燃料タンク１０に戻されるリーク量は、燃料の粘度に応じて変わる。つまり粘度が異なると、リークによりインジェクタ２３（インジェクタ２３の隙間）から燃料タンク１０に戻される燃料量が変わることになる。
Note that the amount of leakage returned from the
つまり、燃料リーク特性においてリーク量は燃料の粘度と燃圧とに相関を持つため、粘度を表すパラメータと燃圧が分かれば、燃料リーク量の推定が可能となる。ただし、燃圧に検出異常が生じている場合、リーク量の推定に差異が生じることになる。つまり粘度に対する燃料リーク量の補正量と燃圧に基づき算出した燃料リーク量の推定値（以下、推定リーク量と記す）と、実リーク量とに差異が生じる。この場合、燃圧の検出異常があり、正しい燃圧が認識されていない場合には、推定リーク量と実リーク量との差が大きくなる。 That is, in the fuel leak characteristic, the leak amount has a correlation with the viscosity of the fuel and the fuel pressure. Therefore, if the parameter indicating the viscosity and the fuel pressure are known, the fuel leak amount can be estimated. However, if there is a detection abnormality in the fuel pressure, there will be a difference in the leak amount estimation. That is, there is a difference between the fuel leak amount correction value for the viscosity and the estimated fuel leak amount calculated based on the fuel pressure (hereinafter referred to as the estimated leak amount) and the actual leak amount. In this case, when there is a fuel pressure detection abnormality and the correct fuel pressure is not recognized, the difference between the estimated leak amount and the actual leak amount becomes large.
そこで、本実施形態では粘度に応じて定められた燃圧と燃料リークとの関係を示す燃料リーク特性を用いて、推定リーク量と実リーク量との比較により燃圧の検出異常を判定する。この場合、粘度の違いよる推定リーク量の違いが考慮されていることで、燃圧の異常検出の精度を高めることができる。 Therefore, in this embodiment, fuel pressure detection abnormality is determined by comparing the estimated leak amount and the actual leak amount using the fuel leak characteristic indicating the relationship between the fuel pressure and the fuel leak determined according to the viscosity. In this case, since the difference in the estimated leak amount due to the difference in viscosity is taken into account, the accuracy of detecting the abnormality in the fuel pressure can be increased.
例えば、本実施形態ではＥＣＵ５０のＲＯＭには、図３の例に示されるように、所定の粘度における燃料リーク特性が記憶されているとする。この場合、実リーク量に基づき算出した粘度を用いて燃料リーク特性を算出する。そして燃料リーク特性に燃圧センサ２１で検出した燃圧Ｐｃを対応付けて推定リーク量を求める。そして実リーク量と推定リーク量との差を算出して、燃圧の検出異常があるか否かを判定する。
For example, in the present embodiment, it is assumed that the fuel leak characteristic at a predetermined viscosity is stored in the ROM of the
つまり、燃圧の検出異常がない場合には、実リーク量と推定リーク量との差が比較的小さくなる。一方、燃圧の検出異常がある場合には、実リーク量と推定リーク量との差が比較的大きくなる。このような燃圧の検出異常の有無による違いを用いて、燃圧の検出異常を判定する。 That is, when there is no abnormality in detecting the fuel pressure, the difference between the actual leak amount and the estimated leak amount is relatively small. On the other hand, when there is a fuel pressure detection abnormality, the difference between the actual leak amount and the estimated leak amount becomes relatively large. A fuel pressure detection abnormality is determined using the difference depending on whether or not there is a fuel pressure detection abnormality.
なお、実リーク量と推定リーク量とに所定の差が生じる場合として、燃圧の検出異常以外にも、燃料リーク量が過剰に大きくなるリーク異常がある。燃料リークに関して、そのリーク量が過剰に大きくなるリーク異常が生じている場合には、燃圧の検出異常を正しく判定することができなくなる。そこで本実施形態ではリーク異常があるか否かについても判定し、リーク異常と燃圧の検出異常とが区別されるようにしている。この場合、リーク異常が生じていると判定されている場合に燃圧の検出異常判定を行わないため、リーク異常が生じていることに起因して燃圧の検出異常が誤判定されるといった不都合を抑制でき、ひいては燃圧の検出異常の精度を高めることができる。 In addition, as a case where a predetermined difference occurs between the actual leak amount and the estimated leak amount, there is a leak abnormality in which the fuel leak amount becomes excessive in addition to a fuel pressure detection abnormality. Regarding a fuel leak, if there is a leak abnormality in which the leak amount becomes excessively large, it is impossible to correctly determine a fuel pressure detection abnormality. Therefore, in the present embodiment, it is also determined whether or not there is a leakage abnormality, and the leakage abnormality and the fuel pressure detection abnormality are distinguished. In this case, since it is determined that a leak abnormality has occurred, the detection abnormality determination of the fuel pressure is not performed, thereby suppressing the inconvenience that the detection abnormality of the fuel pressure is erroneously determined due to the occurrence of the leak abnormality. As a result, the accuracy of fuel pressure detection abnormality can be increased.
図２にＥＣＵ５０が行う燃圧の検出異常判定のフローチャートを示す。なお以下の処理は、エンジンの駆動中に所定の周期で繰り返し実施される。
FIG. 2 shows a flowchart of fuel pressure detection abnormality determination performed by the
まず、ステップＳ１０でコモンレール２０の燃圧Ｐｃを求める。燃圧Ｐｃは燃圧センサ２１の検出結果から求める。続くステップＳ１１では、燃圧Ｐｃが所定の低圧状態での燃圧Ｐｃ１であるかを判定する。例えば、燃圧Ｐｃがエンジンのアイドル運転状態で設定される目標燃圧の範囲内の場合に低圧状態での燃圧Ｐｃ１であると判定する。肯定判定した場合には、続くステップＳ１２で、低圧状態での実リーク量ＱＬ１を算出する。実リーク量ＱＬ１は式（１）を用いて算出する。
First, in step S10, the fuel pressure Pc of the common rail 20 is obtained. The fuel pressure Pc is obtained from the detection result of the
ＱＬ１＝Ｑｓｐ−Ｑｉｎｊ・・・式（１）
式（１）において、Ｑｉｎｊはインジェクタ２３からの燃料噴射量、Ｑｓｐは燃料ポンプ１１からの燃料吐出量である。燃料吐出量は吸入調量弁（ＳＣＶ）１４の駆動電流からＩＱ特性に基づいて算出する。なお、燃圧Ｐｃが比較的小さい状態は、燃料噴射量のばらつきが小さくなるため、実リーク量を算出する上で有利である。
QL1 = Qsp−Qinj Expression (1)
In Expression (1), Qinj is the fuel injection amount from the
続くステップＳ１３では、低圧状態での実リーク量ＱＬ１がリーク異常の判定値ＱＬＪＤ未満であるかを判定する。なお判定値ＱＬＪＤは、エンジンのアイドル運転状態でのリークの許容値を実験等で求めることで設定している。実リーク量ＱＬ１が判定値ＱＬＪＤ未満の場合、ステップＳ１４に進む。実リーク量ＱＬ１が判定値ＱＬＪＤ以上の場合には、ステップＳ２２に進み、リーク異常であると判定する。この際、所定の警告を出力することで、運転者にリーク異常があることを知らせるようにする。 In a succeeding step S13, it is determined whether or not the actual leak amount QL1 in the low pressure state is less than the leak abnormality determination value QLJD. Note that the determination value QLJD is set by obtaining an allowable leak value in an idle operation state of the engine through experiments or the like. When the actual leak amount QL1 is less than the determination value QLJD, the process proceeds to step S14. When the actual leak amount QL1 is greater than or equal to the determination value QLJD, the process proceeds to step S22, and it is determined that there is a leak abnormality. At this time, a predetermined warning is output to notify the driver that there is a leak abnormality.
なおステップＳ１３では、エンジン負荷の増加等に伴って目標燃圧が高く設定された場合にコモンレール２０の燃圧Ｐｃが変化しない場合や、燃料吐出量に対して燃圧Ｐｃが大きく低下している場合等にも、リーク異常であると判定してもよい。いずれにしても、許容できない範囲で燃料リークが生じている場合にリーク異常であると判定するとよい。 In step S13, when the target fuel pressure is set high with an increase in engine load or the like, the fuel pressure Pc of the common rail 20 does not change, or the fuel pressure Pc is greatly reduced with respect to the fuel discharge amount. Alternatively, it may be determined that there is a leak abnormality. In any case, it may be determined that there is a leak abnormality when a fuel leak occurs in an unacceptable range.
ステップＳ１４では、現在の推定リーク量Ｑｃを求める。ここでは図３に示される基準リーク特性Ｌｂａｓｅを用いて、ステップＳ１０で取得した燃圧Ｐｃ１から基準リーク量ＱＬｂａｓｅを算出する。そして、ステップＳ１２で算出した実リーク量ＱＬ１と基準リーク量ＱＬｂａｓｅとの差から粘度に対する燃料リーク量の補正量ΔＱｃを求める。そして基準リーク量ＱＬｂａｓｅと補正量ΔＱｃとから現在の推定リーク量Ｑｃ＝ＱＬｂａｓｅ＋ΔＱｃを算出する。続くステップＳ１５では、推定リーク量Ｑｃに応じて定められる燃料リーク特性を求める。 In step S14, the current estimated leak amount Qc is obtained. Here, using the reference leak characteristic Lbase shown in FIG. 3, the reference leak amount QLbase is calculated from the fuel pressure Pc1 acquired in step S10. Then, a correction amount ΔQc of the fuel leak amount with respect to the viscosity is obtained from the difference between the actual leak amount QL1 calculated in step S12 and the reference leak amount QLbase. Then, the current estimated leak amount Qc = QLbase + ΔQc is calculated from the reference leak amount QLbase and the correction amount ΔQc. In the subsequent step S15, a fuel leak characteristic determined according to the estimated leak amount Qc is obtained.
一方、ステップＳ１１で否定判定した場合には、ステップＳ１６に進み、燃圧Ｐｃが高圧状態の燃圧Ｐｃ２であるかを判定する。例えば、燃圧Ｐｃが、エンジンの高負荷運転時に設定される目標燃圧の範囲内の場合に高圧状態の燃圧Ｐｃ２であると判定する。 On the other hand, if a negative determination is made in step S11, the process proceeds to step S16 to determine whether the fuel pressure Pc is the high-pressure fuel pressure Pc2. For example, when the fuel pressure Pc is within the range of the target fuel pressure set during high-load operation of the engine, it is determined that the fuel pressure Pc2 is in a high pressure state.
燃圧の検出異常がある場合、特に燃圧センサ２１に検出異常がある場合、燃圧Ｐｃが高くなるほど、実リーク量と推定リーク量との差が大きくなる傾向がある。そのため、燃圧Ｐｃが比較的高い状態は、燃圧検出の異常判定を行う上で有利であり、燃圧Ｐｃが高圧状態の場合には、燃圧の検出異常の判定をより好適に実施できる。
When there is a fuel pressure detection abnormality, particularly when the
ステップＳ１６で否定判定した場合には本処理を終了する。肯定判定した場合にはステップＳ１７に進み、現在の推定リーク量Ｑｃに応じて定められた燃料リーク特性を用いて、リーク量の推定リーク量ＱＬｅｓ２を求める。 If a negative determination is made in step S16, this process is terminated. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S17, and the estimated leak amount QLes2 of the leak amount is obtained using the fuel leak characteristic determined according to the current estimated leak amount Qc.
続くステップＳ１８では、高圧状態での実リーク量ＱＬ２を算出する。実リーク量ＱＬ２も式（１）を用いて算出する。続くステップＳ１９では、高圧状態での実リーク量ＱＬ２と推定リーク量ＱＬｅｓ２の差分ΔＣが閾値Ｃ未満であるかを判定する。例えば閾値Ｃは、燃圧の検出異常がある場合の実リーク量と推定リーク量との差を実験などで予め求めることで定められている。差分ΔＣが閾値Ｃ未満であり肯定判定した場合にはステップＳ２０に進み、燃圧の検出異常はない（正常）と判定する。差分ΔＣが閾値Ｃ以上であり否定判定した場合にはステップＳ２１に進み、燃圧の検出異常がある（異常）と判定する。なお図３の場合には、差分ΔＣが閾値Ｃ以上であるため、燃圧の検出異常があると判定される。 In the subsequent step S18, the actual leak amount QL2 in the high pressure state is calculated. The actual leak amount QL2 is also calculated using equation (1). In the subsequent step S19, it is determined whether or not the difference ΔC between the actual leak amount QL2 and the estimated leak amount QLes2 in the high pressure state is less than the threshold value C. For example, the threshold value C is determined by obtaining in advance an experiment or the like the difference between the actual leak amount and the estimated leak amount when there is a fuel pressure detection abnormality. If the difference ΔC is less than the threshold C and an affirmative determination is made, the process proceeds to step S20, and it is determined that there is no abnormality in detection of fuel pressure (normal). If the difference ΔC is equal to or greater than the threshold value C and a negative determination is made, the process proceeds to step S21, and it is determined that there is a fuel pressure detection abnormality (abnormal). In the case of FIG. 3, since the difference ΔC is equal to or greater than the threshold value C, it is determined that there is a fuel pressure detection abnormality.
上記によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the above, the following excellent effects can be obtained.
（１）燃料吐出量と燃料噴射量との差から実リーク量を算出するため、燃圧の検出異常の有無にかかわらず、現実に生じる燃料リーク量を正しく算出できる。この場合、実リーク量は現実の燃圧に即したものとなる。一方、燃料リーク特性においてリーク量は燃料の粘度と燃圧とに相関があるため、粘度を表すパラメータと燃圧とが分かれば、燃料リーク量の推定が可能となる。ただし、燃圧の検出異常が生じていると、リーク量の推定に差異が生じる。つまり、粘度に対する燃料リーク量の補正量と燃圧とに基づき算出した推定リーク量と、燃料吐出量と燃料噴射量との差に基づき算出した実リーク量とに差異が生じる。この場合、推定リーク量と実リーク量とを比較し、両者の差異が大きくなっていれば、燃圧が誤検出されていると判定できる。またエンジンの運転中に異常判定を行う場合、異常判定のために空打ち等の特別な動作を行うことが不要となる。 (1) Since the actual leak amount is calculated from the difference between the fuel discharge amount and the fuel injection amount, the actual fuel leak amount can be correctly calculated regardless of whether or not the fuel pressure is detected abnormally. In this case, the actual leak amount is in accordance with the actual fuel pressure. On the other hand, in the fuel leak characteristic, the leak amount has a correlation with the fuel viscosity and the fuel pressure. Therefore, if the parameter indicating the viscosity and the fuel pressure are known, the fuel leak amount can be estimated. However, if there is a fuel pressure detection abnormality, there will be a difference in the estimation of the leak amount. That is, there is a difference between the estimated leak amount calculated based on the correction amount of the fuel leak amount with respect to the viscosity and the fuel pressure, and the actual leak amount calculated based on the difference between the fuel discharge amount and the fuel injection amount. In this case, the estimated leak amount and the actual leak amount are compared, and if the difference between the two is large, it can be determined that the fuel pressure is erroneously detected. Further, when the abnormality determination is performed during the operation of the engine, it is not necessary to perform a special operation such as idling for the abnormality determination.
（２）エンジンがアイドル運転状態等の所定の低圧状態の際、実リーク量のサンプリング数を多くとることができ、燃料の粘度に対する燃料リーク量の補正量の算出精度を高めることができる。 (2) When the engine is in a predetermined low pressure state such as an idle operation state, the number of sampling of the actual leak amount can be increased, and the calculation accuracy of the correction amount of the fuel leak amount with respect to the fuel viscosity can be increased.
（３）燃料リーク量は燃圧の増加に伴い二次関数的に増加する。そのため、燃圧の検出異常がある場合、エンジンの運転状態に基づき定められる目標燃圧が高くなるほど実リーク量と推定リーク量との差が大きくなる傾向がある。そこでエンジンが高負荷運転状態等、所定の高圧状態の際に燃圧の検出異常の有無を判定することで、燃圧の検出異常の精度を高めることができる。 (3) The amount of fuel leakage increases in a quadratic function as the fuel pressure increases. Therefore, when there is a fuel pressure detection abnormality, the difference between the actual leak amount and the estimated leak amount tends to increase as the target fuel pressure determined based on the operating state of the engine increases. Therefore, by determining whether or not there is a fuel pressure detection abnormality when the engine is in a predetermined high pressure state such as a high load operation state, the accuracy of the fuel pressure detection abnormality can be increased.
（４）燃圧が比較的小さい状態は、燃料噴射量のばらつきが小さいため実リーク量を算出する上で有利であり、燃圧が比較的高い状態は、燃圧誤差に起因するリーク量の推定誤差が大きくなるため、燃圧の検出の異常判定を行う上で有利となる。そのため、上記構成によれば、高精度な燃圧の異常判定の実現が可能となる。 (4) A state where the fuel pressure is relatively small is advantageous in calculating the actual leak amount because the variation in the fuel injection amount is small, and a state where the fuel pressure is relatively high is an error in estimating the leak amount due to the fuel pressure error. Since it becomes large, it becomes advantageous when performing abnormality determination of detection of fuel pressure. Therefore, according to the above configuration, it is possible to realize highly accurate abnormality determination of the fuel pressure.
（５）燃料リークに関して、そのリーク量が過剰に大きくなるリーク異常が生じている場合には、燃圧の検出異常を正しく判定できない。この点、リーク異常が生じていると判定されている場合に燃圧の検出異常判定を行わないため、リーク異常が生じていることに起因して燃圧検出の異常が誤判定されるといった不都合を抑制できる。 (5) In the case of a fuel leak, if there is a leak abnormality in which the amount of leak becomes excessively large, a fuel pressure detection abnormality cannot be correctly determined. In this regard, when it is determined that a leak abnormality has occurred, the fuel pressure detection abnormality determination is not performed, so that the inconvenience that a fuel pressure detection abnormality is erroneously determined due to the occurrence of a leakage abnormality is suppressed. it can.
（６）アイドル運転時は燃圧が低めになっているため、燃料リークが生じにくく、燃料リーク量の許容量が比較的小さい。そのため、アイドル運転時にリーク異常を判定することは、その判定精度を高める上で有利となる。 (6) Since the fuel pressure is low during idle operation, fuel leakage is unlikely to occur, and the allowable amount of fuel leakage is relatively small. For this reason, it is advantageous to determine the leakage abnormality during idle operation in order to increase the determination accuracy.
（７）燃料リーク量は燃圧の増加に伴い二次関数的に増加するため、燃圧センサ２１に異常がある場合には燃圧が高くなるほど実リーク量と推定リーク量との差が大きくなる可能性が高い。そこで燃圧センサ２１による燃圧の検出値に応じて閾値を設定する。つまり燃圧の検出値が低い場合には、実リーク量と推定リーク量との差を比較するための判定値ＱＬＪＤを小さく設定し、燃圧の検出値が高い場合には判定値ＱＬＪＤが大きく設定されるようにする。この場合、コモンレール２０の燃圧の状態に応じて、燃圧の検出異常を好適に実施できる。
(7) Since the fuel leak amount increases in a quadratic function as the fuel pressure increases, when the
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。 The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows.
・上記において、推定リーク量Ｑｃを算出するために所定のタイミングで燃圧Ｐｃが低圧状態（例えばアイドル状態）とされてもよい。又は、エンジンの運転状態が低圧状態と判定された場合に推定リーク量Ｑｃの算出が行われるようにしてもよい。 In the above, the fuel pressure Pc may be set to a low pressure state (for example, an idle state) at a predetermined timing in order to calculate the estimated leak amount Qc. Alternatively, the estimated leak amount Qc may be calculated when it is determined that the engine operating state is the low pressure state.
・上記において、燃圧Ｐｃに応じて閾値Ｃが調整されてもよい。燃圧に検出異常がある場合、特に燃圧センサ２１に異常がある場合、燃圧Ｐｃが高くなるほど、実リーク量と推定リーク量との差が大きくなる可能性が高くなる。そこで燃圧Ｐｃに応じて閾値Ｃが増大側に補正されるようにする。この場合、燃圧Ｐｃの違いに応じて、燃圧の検出異常の判定精度を高めることができる。
In the above, the threshold value C may be adjusted according to the fuel pressure Pc. When there is a detection abnormality in the fuel pressure, particularly when there is an abnormality in the
・上記では、低圧状態、すなわちアイドル状態の際に粘度に対する燃料リーク量の補正量ΔＱｃを算出しているが、高圧状態、すなわちエンジンの高負荷運転状態の際に補正量ΔＱｃを算出してもよい。この場合、エンジンの定常状態、例えば回転速度の変化率が所定以下であり、回転速度が一定であると判定される際に、補正量ΔＱｃが算出されることが好ましい。 In the above description, the correction amount ΔQc of the fuel leak amount with respect to the viscosity is calculated in the low pressure state, that is, the idle state. However, even if the correction amount ΔQc is calculated in the high pressure state, that is, the high load operation state of the engine. Good. In this case, it is preferable that the correction amount ΔQc is calculated when it is determined that the steady state of the engine, for example, the rate of change of the rotational speed is equal to or less than a predetermined value and the rotational speed is constant.
・上記では、粘度に対する燃料リーク量の補正量ΔＱｃの算出と、燃圧の検出異常の判定を異なる燃圧Ｐｃ１，Ｐｃ２において実施するとした。これ以外にも、補正量ΔＱｃの算出及び燃圧の検出異常の判定とは同じ燃圧で実施してもよい。 In the above description, the calculation of the fuel leak correction amount ΔQc with respect to the viscosity and the determination of the abnormality in detecting the fuel pressure are performed at different fuel pressures Pc1 and Pc2. In addition to this, the calculation of the correction amount ΔQc and the determination of abnormality in detection of the fuel pressure may be performed at the same fuel pressure.
・燃料タンク１０に燃料が補充される際、異なる種類の燃料が補充されることで粘度に対する燃料リーク量の補正量ΔＱｃが変わる可能性がある。補正量ΔＱｃが変わると所定の燃圧Ｐｃに対する燃料リーク量が変わる。そこでＥＣＵ５０が燃料タンク１０に燃料が補充されたと判定した際に、上記の補正量ΔＱｃを算出する処理が実施されるようにしてもよい。例えば燃料タンク１０に燃料量を検出するセンサを設け、そのセンサの検出結果に基づき燃料が補充されたか否かを判定する。この場合、燃料補充後の補正量ΔＱｃに基づく燃料リーク特性を用いて、燃圧の検出異常を好適に実施できる。
When the
・燃料の粘度は温度に応じて変わる。そこで燃料の粘度の温度変化を考慮して推定リーク量が補正されるようにしてもよい。例えば、燃料の温度を検出する温度センサを設け、温度センサによる温度の検出値を用いて、推定リーク量が補正されるようにする。この場合、推定リーク量をより正確に求めることができ、ひいては燃圧の検出異常の精度を高めることができる。 ・ Viscosity of fuel varies with temperature. Therefore, the estimated leak amount may be corrected in consideration of the temperature change of the viscosity of the fuel. For example, a temperature sensor for detecting the temperature of the fuel is provided, and the estimated leak amount is corrected using the temperature detection value by the temperature sensor. In this case, the estimated leak amount can be obtained more accurately, and as a result, the accuracy of fuel pressure detection abnormality can be increased.
・上記では、コモンレール２０に減圧弁であるプレッシャリミッタ３０が設けられた例を示しているが、プレッシャリミッタ３０を搭載しないタイプの燃料制御装置においても本発明の構成を適用可能である。
In the above, an example is shown in which the
・図２のステップＳ１１で低圧状態であると判定した後、エンジンの暖機完了の有無を判定してもよい。この場合エンジンの暖機が完了したと肯定判定した場合に、ステップＳ１２に進み、否定判定した場合には本処理を終了する。エンジンの暖機が完了しており、エンジン動作が安定した状態で、燃圧の検出異常の判定を実施する場合、燃圧の検出異常判定を好適に実施できる。 -After determining with the step S11 of FIG. 2 being a low pressure state, you may determine the presence or absence of completion of warming-up of an engine. In this case, if it is determined affirmatively that the warm-up of the engine has been completed, the process proceeds to step S12. If a negative determination is made, this process ends. When determination of abnormality in detection of fuel pressure is performed in a state where engine warm-up is complete and engine operation is stable, determination of abnormality in detection of fuel pressure can be suitably performed.
１０…燃料タンク、１１…燃料ポンプ、２０…コモンレール、２１…燃圧センサ、２３…インジェクタ、５０…ＥＣＵ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記燃料ポンプから圧送された燃料を蓄えるコモンレール（２０）と、
前記コモンレールに蓄圧された燃料をエンジンの気筒に供給する燃料噴射弁（２３）と、
前記コモンレール内の燃料の圧力を検出する燃圧センサ（２１）と、を備える燃料噴射装置に適用され、
前記燃圧センサによる燃圧の検出値と前記コモンレールの目標燃圧との偏差に基づいて前記燃料ポンプの燃料吐出量をフィードバック制御する制御手段と、
前記吸入調量弁の駆動電流からＩＱ特性に基づき算出した前記燃料吐出量と、エンジンの運転状態に基づき定められる前記燃料噴射弁からの燃料噴射量との差分から、前記燃料噴射弁からの燃料リーク量の実際値である実リーク量を算出する実リーク量算出手段と、
前記実リーク算出手段により算出した実リーク量が、所定のリーク許容値よりも大きい場合に、リーク異常が生じていると判定するリーク異常判定手段と、
前記実リーク量に基づいて前記燃料の粘度に対する前記燃料リーク量の補正量を算出する補正量算出手段と、
前記燃圧と燃料リークとの関係を示す基準燃料リーク特性を用いて、前記燃圧の検出値と前記補正量とから燃料リーク量の推定値である推定リーク量を算出する推定リーク量算出手段と、
前記実リーク量と前記推定リーク量との比較の結果に基づいて前記燃圧の検出誤差として、前記燃圧の検出異常の有無を判定するとともに、前記リーク異常判定手段によりリーク異常が生じていると判定されている場合に、前記燃圧の検出異常が生じているとの判定を行わない検出異常判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。 A fuel pump (11) for controlling the fuel intake amount by an intake metering valve and increasing the pressure of the fuel in the fuel tank (10);
A common rail (20) for storing fuel pumped from the fuel pump;
A fuel injection valve (23) for supplying fuel accumulated in the common rail to a cylinder of the engine;
A fuel pressure sensor (21) for detecting the pressure of the fuel in the common rail, and a fuel injection device comprising:
Control means for feedback-controlling the fuel discharge amount of the fuel pump based on a deviation between a detected value of the fuel pressure by the fuel pressure sensor and a target fuel pressure of the common rail;
From the difference between the fuel discharge amount calculated based on IQ characteristics from the drive current of the intake metering valve and the fuel injection amount from the fuel injection valve determined based on the operating state of the engine, the fuel from the fuel injection valve An actual leak amount calculating means for calculating an actual leak amount which is an actual value of the leak amount;
A leakage abnormality determination unit that determines that a leakage abnormality has occurred when the actual leakage amount calculated by the actual leakage calculation unit is greater than a predetermined leakage allowable value;
Correction amount calculating means for calculating a correction amount of the fuel leak amount with respect to the viscosity of the fuel based on the actual leak amount;
Estimated leak amount calculation means for calculating an estimated leak amount that is an estimated value of the fuel leak amount from the detected value of the fuel pressure and the correction amount, using a reference fuel leak characteristic indicating a relationship between the fuel pressure and the fuel leak;
Based on the comparison result between the actual leak amount and the estimated leak amount, the detection error of the fuel pressure is determined as the fuel pressure detection error, and it is determined that a leak abnormality has occurred by the leak abnormality determination means. Detection abnormality determination means that does not determine that the detection abnormality of the fuel pressure has occurred ,
A fuel injection control device comprising:
前記推定リーク量算出手段は、燃圧が前記第１圧力よりも大きい第２圧力である場合に、前記補正量算出手段により算出した前記補正量と、前記燃圧センサにより検出した燃圧とに基づいて推定リーク量を算出する請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。 When the fuel pressure is the first pressure, the actual leak amount calculating means calculates the actual leak amount from the fuel discharge amount and the fuel injection amount at that time,
The estimated leak amount calculation means estimates based on the correction amount calculated by the correction amount calculation means and the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor when the fuel pressure is a second pressure greater than the first pressure. The fuel injection control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a leak amount is calculated.
前記検出異常判定手段は、前記リーク異常判定手段によりリーク異常が生じていると判定されている場合に、前記燃圧の検出異常が生じているとの判定を行わないようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。 Leak abnormality determination means for determining that a leak abnormality has occurred when the actual leak amount calculated by the actual leak amount calculation means is greater than a predetermined allowable leak value,
The detection abnormality determination means is configured not to determine that the fuel pressure detection abnormality has occurred when the leakage abnormality determination means determines that a leakage abnormality has occurred. The fuel injection control device according to any one of the above.
前記補正量算出手段は、前記燃料が補充されたと判定した際に前記補正量を算出する請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。 A fuel replenishment determining means for determining whether or not fuel has been replenished in the fuel tank;
The fuel injection control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the correction amount calculation means calculates the correction amount when it is determined that the fuel is replenished.
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