JP6172469B2 - Abnormality judgment device for weight reduction valve - Google Patents
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Description
本発明は、燃料噴射弁と、燃料供給経路に燃料を吐出するポンプと、同経路上に設けられる減量弁であって閉弁時にポンプの吐出燃料の全部を燃料噴射弁に供給し且つ開弁時に所定の排出量の燃料を同経路から排出することによって吐出燃料の一部を燃料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に関する。
The present invention relates to a fuel injection valve, a pump for discharging fuel to a fuel supply path, and a reduction valve provided on the path for supplying all the fuel discharged from the pump to the fuel injection valve when the valve is closed and opening the valve. BACKGROUND OF THE
従来から、燃料噴射弁とポンプとを繋ぐ燃料供給経路上に減量弁を設けた燃料システムが提案されている。減量弁は、供給経路を通過する燃料のうちの所定量(換言すると、ポンプから吐出された燃料のうちの所定量)を必要に応じて同経路から排出可能な開閉弁である。具体的には、減量弁が開いている場合には減量弁を介して所定量が燃料供給経路から排出され、減量弁が閉じている場合には同排出が生じない。即ち、減量弁は、開いているときにはポンプによる吐出燃料の“一部”を燃料噴射弁に供給し、閉じているときには同吐出燃料の“全部”を燃料噴射弁に供給するようになっている。 Conventionally, a fuel system has been proposed in which a reduction valve is provided on a fuel supply path connecting a fuel injection valve and a pump. The reduction valve is an open / close valve that can discharge a predetermined amount of fuel passing through the supply path (in other words, a predetermined amount of fuel discharged from the pump) from the same path as necessary. Specifically, when the reduction valve is open, a predetermined amount is discharged from the fuel supply path via the reduction valve, and when the reduction valve is closed, the discharge does not occur. That is, the reduction valve supplies "a part" of the fuel discharged by the pump to the fuel injection valve when it is open, and supplies "the whole" of the same discharge fuel to the fuel injection valve when it is closed. .
減量弁を用いることにより、例えば、燃料噴射弁が必要とする量(燃料噴射弁における燃料の要求量)の燃料を同噴射弁に供給しつつ、ポンプから吐出される燃料の量(ポンプの吐出量)を増減できる。具体的には、減量弁を閉じた場合、吐出燃料の全部が燃料噴射弁に供給されるため、要求量と同じ量を吐出するようポンプに指示すれば、燃料噴射弁に要求量の燃料を供給できる。一方、減量弁を開いた場合、吐出燃料の一部が燃料噴射弁に供給されるため、減量弁を介して排出される所定量(排出量)を要求量に加えた量を吐出するようポンプに指示すれば、燃料噴射弁に要求量の燃料を供給できる。即ち、減量弁を開閉することにより、要求量を維持しながら、吐出量を“要求量”と“要求量と排出量との合計”との間で切り替えることができる。 By using the reduction valve, for example, the amount of fuel discharged from the pump (pump discharge) while supplying the fuel required by the fuel injection valve (required amount of fuel in the fuel injection valve) to the injection valve. Amount) can be increased or decreased. Specifically, when the reduction valve is closed, all of the discharged fuel is supplied to the fuel injection valve. Therefore, if the pump is instructed to discharge the same amount as the required amount, the required amount of fuel is supplied to the fuel injection valve. Can supply. On the other hand, when the reduction valve is opened, a part of the discharged fuel is supplied to the fuel injection valve. Therefore, the pump discharges an amount obtained by adding a predetermined amount (discharge amount) discharged through the reduction valve to the required amount. The required amount of fuel can be supplied to the fuel injection valve. That is, by opening and closing the reduction valve, the discharge amount can be switched between “request amount” and “total of request amount and discharge amount” while maintaining the request amount.
例えば、従来の燃料システムの一つは、燃料噴射弁の要求量が少ないためにポンプに指示される吐出量がポンプの下限吐出量よりも少なくなる場合、減量弁を開くと共に、要求量と排出量との合計を吐出するようポンプに指示するようになっている。即ち、この燃料システムは、上記の場合、ポンプに指示される吐出量を排出量の分だけ増やすようになっている。これにより、この燃料システムは、燃料噴射弁の要求量がポンプの下限吐出量よりも少ない場合であっても、その要求量の燃料を燃料噴射弁に供給できる(例えば、特許文献1を参照。)。 For example, in a conventional fuel system, when the discharge amount instructed to the pump is smaller than the lower limit discharge amount of the pump because the required amount of the fuel injection valve is small, the reduction valve is opened and the required amount and the discharge amount are discharged. The pump is instructed to discharge the sum of the quantity. That is, in this case, the fuel system increases the discharge amount instructed to the pump by the discharge amount. Thereby, this fuel system can supply the required amount of fuel to the fuel injection valve even when the required amount of the fuel injection valve is smaller than the lower limit discharge amount of the pump (see, for example, Patent Document 1). ).
減量弁は、一般に機械的な開閉機構を有しており、経年劣化等に起因し、開いた状態または閉じた状態のまま周辺の部材に固着する場合がある。例えば、減量弁が開いた状態で固着した場合、減量弁に閉弁の指示(閉じる指示)が与えられても、減量弁は閉じることができない。一方、減量弁が閉じた状態で固着した場合、減量弁に開弁の指示(開く指示)が与えられても、減量弁は開くことができない。以下、前者を「開固着異常」といい、後者を「閉固着異常」という。 The weight reducing valve generally has a mechanical opening / closing mechanism, and may be fixed to a peripheral member in an open state or a closed state due to deterioration over time or the like. For example, when the reduction valve is stuck in an open state, the reduction valve cannot be closed even if a closing instruction (close instruction) is given to the reduction valve. On the other hand, when the reduction valve is fixed in a closed state, the reduction valve cannot be opened even if a valve opening instruction (open instruction) is given to the reduction valve. Hereinafter, the former is referred to as “open sticking abnormality”, and the latter is referred to as “closed sticking abnormality”.
減量弁を備えた燃料システムが内燃機関(以下「機関」という。)に適用される場合、上述した異常は、機関の空燃比制御(例えば、空燃比を目標値に一致させるためのフィードバック量などのパラメータ)などに影響を及ぼす。例えば、「開固着異常」が生じた場合、減量弁への指示が開弁から閉弁に変わっても、減量弁は実際には閉じない。一方、ポンプの吐出量は、減量弁が閉じたことを前提として切り替えられる(即ち、排出量の分だけ減らされる)。そのため、燃料噴射弁の要求量に対してポンプの吐出量が不足し、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力(以下「燃圧」という。)が低下する。その結果、燃料の噴射量および噴射状態(拡散の度合い等)に意図しない変化が生じ、上記パラメータが変動する。即ち、減量弁の異常に起因し、上記パラメータが変動する。逆に言えば、上記パラメータの変動に基づいて減量弁が異常であるか否かを判定(診断)できる、とも考えられる。 When a fuel system including a reduction valve is applied to an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”), the above-described abnormality is an air-fuel ratio control of the engine (for example, a feedback amount for making the air-fuel ratio coincide with a target value) Parameter). For example, when an “open sticking abnormality” occurs, even if the instruction to the reduction valve changes from opening to closing, the reduction valve does not actually close. On the other hand, the discharge amount of the pump is switched on the assumption that the reduction valve is closed (that is, it is reduced by the discharge amount). Therefore, the pump discharge amount is insufficient with respect to the required amount of the fuel injection valve, and the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve (hereinafter referred to as “fuel pressure”) decreases. As a result, unintended changes occur in the fuel injection amount and injection state (degree of diffusion, etc.), and the above parameters fluctuate. That is, the parameter varies due to the abnormality of the weight reducing valve. In other words, it can be considered that it can be determined (diagnostic) whether or not the weight reduction valve is abnormal based on the fluctuation of the parameter.
しかしながら、機関の空燃比制御に関するパラメータは、一般に、減量弁の影響だけでなく、減量弁以外の他の部材(例えば、機関の吸気系に属する各種部材)の影響も受ける。そのため、仮に同パラメータに意図しない変化が生じても、その変動が減量弁の異常に起因するか又は他の部材の異常に起因するかを特定することは困難である。換言すると、減量弁が異常であるか否かと、他の部材が異常であるか否かと、を区別して判定することは困難である。 However, parameters related to engine air-fuel ratio control are generally affected not only by the influence of the reducing valve but also by other members (for example, various members belonging to the intake system of the engine). Therefore, even if an unintended change occurs in the same parameter, it is difficult to specify whether the change is caused by an abnormality of the weight reduction valve or an abnormality of another member. In other words, it is difficult to distinguish and determine whether or not the weight reduction valve is abnormal and whether or not other members are abnormal.
本発明の目的は、減量弁が異常であるか否かを独立して判定できる異常判定装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the abnormality determination apparatus which can determine independently whether the weight reduction valve is abnormal.
上記課題を解決するための本発明による減量弁の異常判定装置は、
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。
An apparatus for determining an abnormality of a weight reduction valve according to the present invention for solving the above problems is as follows.
An “injection valve” that injects fuel, a “pump” that discharges fuel to a supply path connected to the injection valve, and a reduction valve that is provided on the supply path. A "reduction valve" for supplying a part of the discharged fuel to the injection valve by supplying all of the fuel to the injection valve and discharging a predetermined amount of fuel from the supply path when the valve is opened; (Fuel system)
そして、本発明の異常判定装置は、
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。
And the abnormality determination apparatus of this invention is
There is provided a “control unit” that gives an instruction to open or close the reducing valve, instructs the pump to discharge the amount, and determines whether or not the reducing valve is abnormal.
ここで、前記制御部は、前記ポンプに指示する吐出量に関し、
「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。
Here, the control unit relates to the discharge amount instructed to the pump,
“The required amount of fuel in the injection valve, the feedback amount in the feedback control for controlling the fuel pressure that is the pressure of the fuel supplied to the injection valve, and the discharge when the instruction to the reduction valve is open. The discharge amount is instructed to the pump so that the sum of the correction amount that is set to zero and the correction amount that is set to zero when the instruction to the reduction valve is closed is discharged.
更に、前記制御部は、前記減量弁が異常であるか否かの判定に関し、
「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、ように構成されている。
Furthermore, the control unit relates to the determination of whether or not the weight reduction valve is abnormal,
As the “first abnormality determination”, when the condition that the instructed discharge amount is equal to or greater than the threshold discharge amount when the instruction to the reduction valve is closed is not established, the instruction to the reduction valve is Based on the difference between the feedback amount during the period when the valve is open and the feedback amount during the period when the instruction to the reduction valve is closed, it is determined whether or not the reduction valve is abnormal.
As the “second abnormality determination”, when the condition is satisfied, based on the transition of the fuel pressure when the instruction to the reduction valve is changed from closed to open while maintaining the correction amount at zero, It is configured to determine whether or not the weight reduction valve is abnormal.
上記構成により、2種類の異常判定手法(第1異常判定または第2異常判定)に従って減量弁の異常判定が行われる。これら異常判定手法は、減量弁への指示(開弁の指示または閉弁の指示)に連動するパラメータ(フィードバック量または燃圧)を利用して行われる。更に、これらパラメータは、本燃料システムに固有のパラメータである。よって、本発明の異常判定装置は、減量弁が異常であるか否かを他の部材の異常判定と区別して判定できる。 With the above configuration, the abnormality determination of the weight reduction valve is performed according to two types of abnormality determination methods (first abnormality determination or second abnormality determination). These abnormality determination methods are performed using a parameter (feedback amount or fuel pressure) that is linked to an instruction to the reduction valve (a valve opening instruction or a valve closing instruction). Furthermore, these parameters are parameters specific to the fuel system. Therefore, the abnormality determination device of the present invention can determine whether or not the weight reduction valve is abnormal, separately from the abnormality determination of other members.
本発明による減量弁の異常判定手法(第1異常判定および第2異常判定)の詳細について、以下に述べる。 Details of the abnormality determination method (first abnormality determination and second abnormality determination) of the weight reduction valve according to the present invention will be described below.
・第1異常判定
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。
First Abnormality Determination The “control unit” of the present invention “instructs the reduction valve to open or close and instructs the pump to discharge”. Specifically, the control unit gives an “opening or closing instruction” to the reduction valve as necessary. Further, the control unit is configured to provide the pump with “the required amount of fuel in the injection valve”, “the feedback amount in the feedback control for controlling the fuel pressure”, and “the discharge when the instruction to the reduction valve is open”. An instruction to discharge the sum of the “correction amount set to zero when the instruction to the reduction valve is closed” is set.
但し、「フィードバック制御」は、「燃圧」が所定の目標値に一致するように吐出量を「フィードバック量」だけ増減する制御である。更に、「排出量」は、減量弁の開弁時に減量弁を介して「供給経路から排出」される(その結果、噴射弁に実際に供給される燃料の量が減量される)量であり、事前の実験等によって予め特定され得る「所定の」量である。排出量は、固定値であってもよく、減量弁の経年劣化等を考慮した可変値であってもよい。加えて、以下、制御部がポンプに指示する吐出量は、単に「吐出量」と称呼される。 However, the “feedback control” is a control that increases or decreases the discharge amount by the “feedback amount” so that the “fuel pressure” matches a predetermined target value. Furthermore, the “discharge amount” is an amount that is “discharged from the supply path” via the reduction valve when the reduction valve is opened (as a result, the amount of fuel actually supplied to the injection valve is reduced). The “predetermined” amount that can be specified in advance by an experiment or the like. The discharge amount may be a fixed value, or may be a variable value that takes into account the deterioration of the weight reducing valve over time. In addition, hereinafter, the discharge amount that the control unit instructs the pump is simply referred to as “discharge amount”.
減量弁が“正常”である場合、減量弁に閉弁の指示(閉じる指示)が与えられると、同指示に従って減量弁が閉じるため、減量弁によって排出される量(ゼロ)と「補正量」(減量弁への指示が閉弁の場合にはゼロ)とが“一致する”。同様に、減量弁に開弁の指示(開く指示)が与えられると、同指示に従って減量弁が開くため、減量弁によって排出される量(所定の排出量)と「補正量」(減量弁への指示が閉弁の場合には同排出量)とが“一致する”。そのため、この場合、減量弁への指示の変化に伴って吐出量が増減されても、減量弁の開閉によってその増減が相殺されるため、燃圧は変化しない。よって、燃圧を制御するためのフィードバック量も変化しない。換言すると、減量弁の開閉は、フィードバック量に影響を及ぼさない。その結果、この場合、「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、「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、は実質的に一致することになる(図3も参照。)。 When the weight reduction valve is “normal”, when the valve closing instruction (close instruction) is given to the weight reduction valve, the weight reduction valve closes according to the instruction, so the amount discharged by the weight reduction valve (zero) and the “correction amount” "Matches" (zero if the instruction to the reduction valve is closed). Similarly, when a valve opening instruction (opening instruction) is given to the reducing valve, the reducing valve opens according to the instruction, so the amount discharged by the reducing valve (predetermined discharge amount) and the “correction amount” (to the reducing valve) If the instruction of the valve is closed, the same discharge amount) “matches”. Therefore, in this case, even if the discharge amount is increased or decreased in accordance with the change in the instruction to the reduction valve, the increase or decrease is offset by the opening and closing of the reduction valve, so that the fuel pressure does not change. Therefore, the feedback amount for controlling the fuel pressure does not change. In other words, the opening / closing of the reduction valve does not affect the feedback amount. As a result, in this case, “the feedback amount during the period when the instruction to the reduction valve is open” and “the feedback amount during the period when the instruction to the reduction valve is closed” are substantially (See also FIG. 3).
これに対し、減量弁に“開固着異常”が生じている場合、減量弁に閉弁の指示(閉じる指示)が与えられても、減量弁が閉じないため、実際に排出される量(減量弁が開固着しているため所定の排出量)と、「補正量」(減量弁が閉じることを前提としたゼロ)と、が“一致しない”。そのため、閉弁の指示に伴って燃圧が低下すると共に、燃圧の低下を相殺するようにフィードバック量が増大する。その後、減量弁に開弁の指示(開く指示)が与えられると、実際に排出される量(排出量)と、「補正量」(減量弁が開くことを前提とした排出量)と、が“一致する”。そのため、増大していたフィードバック量が、元の量に戻る(減量弁が正常である場合の量まで減少する)。このように、この場合、減量弁の開閉がフィードバック量に影響を及ぼす。その結果、「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、「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、が相違することになる(図3も参照。)。 On the other hand, if an “open sticking abnormality” occurs in the weight reduction valve, the amount that is actually discharged (weight reduction) because the weight reduction valve will not close even if a valve closing instruction (close instruction) is given to the weight reduction valve. The predetermined discharge amount (because the valve is stuck open) and the “correction amount” (zero assuming that the reduction valve is closed) are “not in agreement”. Therefore, the fuel pressure decreases with the instruction to close the valve, and the feedback amount increases so as to offset the decrease in fuel pressure. After that, when a valve opening instruction (opening instruction) is given to the reduction valve, the amount actually discharged (discharge amount) and the “correction amount” (discharge amount assuming that the reduction valve opens) are “Match”. Therefore, the feedback amount that has been increased returns to the original amount (decreases to the amount when the reduction valve is normal). Thus, in this case, the opening / closing of the reduction valve affects the feedback amount. As a result, “the feedback amount during the period when the instruction to the reduction valve is open” is different from “the feedback amount during the period when the instruction to the reduction valve is closed” ( (See also FIG. 3).
また、減量弁に“閉固着異常”が生じている場合、減量弁に開弁の指示(開く指示)が与えられても、減量弁が開かないため、実際に排出される量(減量弁が閉固着しているためゼロ)と、「補正量」(減量弁が開くことを前提とした排出量)と、が“一致しない”。そのため、開弁の指示に伴って燃圧が上昇すると共に、燃圧の上昇を相殺するようにフィードバック量が減少する。その後、減量弁に閉弁の指示(閉じる指示)が与えられると、実際に排出される量(減量弁が閉固着しているためゼロ)と、「補正量」(減量弁が閉じることを前提としたゼロ)と、が“一致する”。そのため、減少していたフィードバック量が、元の量に戻る(減量弁が正常である場合の量まで増大する)。このように、この場合、減量弁の開閉がフィードバック量に影響を及ぼす。その結果、「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、「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、が相違することになる(図3も参照。)。 In addition, when a “closed sticking abnormality” has occurred in the weight reduction valve, even if an instruction to open the valve (opening instruction) is given to the weight reduction valve, the weight reduction valve will not open. Zero (because it is closed and fixed) and “correction amount” (discharge amount on the assumption that the reduction valve opens) do not match. For this reason, the fuel pressure increases in accordance with the opening instruction, and the feedback amount decreases so as to offset the increase in fuel pressure. After that, when the closing instruction (closing instruction) is given to the reduction valve, the amount actually discharged (zero because the reduction valve is closed and fixed) and the "correction amount" (assuming that the reduction valve is closed) Zero) and “match”. Therefore, the feedback amount that has been reduced returns to the original amount (increases to the amount when the reduction valve is normal). Thus, in this case, the opening / closing of the reduction valve affects the feedback amount. As a result, “the feedback amount during the period when the instruction to the reduction valve is open” is different from “the feedback amount during the period when the instruction to the reduction valve is closed” ( (See also FIG. 3).
このように、減量弁に“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、減量弁への指示が相違すると、フィードバック量も相違することになる。更に、上記説明から理解されるように、このフィードバック量の相違は、減量弁の異常に起因する。よって、上述した各フィードバック量の「差」に基づき、減量弁の異常判定を他の部材の異常判定と区別して行うことができる。これが、本発明における「第1異常判定」である。 As described above, when the “open sticking abnormality” or the “close sticking abnormality” occurs in the reduction valve, if the instruction to the reduction valve is different, the feedback amount is also different. Further, as can be understood from the above description, the difference in the feedback amount is caused by the abnormality of the reduction valve. Therefore, based on the “difference” between the feedback amounts described above, the abnormality determination of the reduction valve can be distinguished from the abnormality determination of other members. This is the “first abnormality determination” in the present invention.
但し、第1異常判定は、ポンプが“常に”制御部の指示に対応した量の燃料を吐出可能であること(逆に言えば、制御部が何らの制限なくポンプに吐出量を指示可能であること)を前提としている。しかし、一般に、燃料吐出用のポンプは、指示可能な最大吐出量(ポンプの構造およびポンプの制御機構などに起因する上限量)を有する。そのため、制御部がポンプに指示するべき吐出量(上記「合計」)がその最大吐出量よりも多くなる場合、制御部は実際の吐出量をその吐出量に一致させられず、第1異常判定が適切に行われない可能性がある。 However, the first abnormality determination is that the pump can “always” discharge the amount of fuel corresponding to the instruction from the control unit (in other words, the control unit can instruct the pump to discharge the fuel without any limitation). It is premised on that). However, in general, a fuel discharge pump has a maximum discharge amount that can be indicated (upper limit amount due to a pump structure, a pump control mechanism, and the like). Therefore, when the discharge amount (the above “total”) that the control unit should instruct the pump becomes larger than the maximum discharge amount, the control unit cannot make the actual discharge amount coincide with the discharge amount, and the first abnormality determination May not be performed properly.
そこで、本発明の第1異常判定は、「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」に限り、行われるようになっている。この理由は、以下の通りである。まず、上述したように、減量弁が正常であるか異常であるかにかかわらず、減量弁への指示が“閉弁”から“開弁”に変わると、吐出量に排出量が加算される(吐出量が増やされる)。そのため、第1異常判定を適切に行う観点からは、吐出量が増やされる“前”(減量弁への指示が“閉弁”のとき)の吐出量が、ポンプに指示可能な最大吐出量に比べて十分に少ない必要がある。そこで、第1異常判定は、「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”場合に行われる。なお、閾値吐出量は、ポンプに指示可能な最大吐出量よりも十分に少ない量であり、その具体例は後述される。 Therefore, the first abnormality determination of the present invention is performed only when “the condition that the indicated discharge amount is equal to or greater than the threshold discharge amount when the instruction to the reduction valve is closed” is not satisfied. It has come to be. The reason for this is as follows. First, as described above, regardless of whether the reduction valve is normal or abnormal, the discharge amount is added to the discharge amount when the instruction to the reduction valve changes from “closed” to “open”. (Discharge amount is increased). Therefore, from the viewpoint of appropriately determining the first abnormality, the discharge amount “before” when the discharge amount is increased (when the instruction to the reduction valve is “closed”) is the maximum discharge amount that can be instructed to the pump. It needs to be small enough. Therefore, the first abnormality determination is performed when “the condition that the instructed discharge amount is equal to or greater than the threshold discharge amount when the instruction to the reduction valve is closed” is “not satisfied”. The threshold discharge amount is an amount sufficiently smaller than the maximum discharge amount that can be instructed to the pump, and a specific example thereof will be described later.
・第2異常判定
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。
-2nd abnormality determination On the other hand, the 2nd abnormality determination of this invention is performed when "the said condition is satisfied". In the second abnormality determination, unlike the first abnormality determination, it is determined whether or not the weight reduction valve is abnormal based on the transition of the “fuel pressure”.
燃圧について述べると、減量弁が“正常”である場合、減量弁への指示が閉弁から開弁に変わると共に吐出量に排出量が加算されても、減量弁が開くことによってその加算分が相殺されるため、燃圧は変化しない。逆に言えば、この場合、吐出量に排出量を加算することなく(換言すると、補正量をゼロに維持したまま)減量弁への指示を閉弁から開弁に変えると、排出量の分だけ噴射弁に供給される燃料が不足するので、燃圧が低下することになる(図4も参照。)。 In terms of fuel pressure, when the reduction valve is “normal”, the instruction to the reduction valve changes from closing to opening and even if the discharge amount is added to the discharge amount, the reduction valve opens and the added amount is reduced. Since it is offset, the fuel pressure does not change. In other words, in this case, if the instruction to the reduction valve is changed from closed to open without adding the discharge amount to the discharge amount (in other words, while maintaining the correction amount at zero), the amount of discharge is reduced. As the fuel supplied to the injection valve is insufficient, the fuel pressure decreases (see also FIG. 4).
これに対し、減量弁に“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、吐出量に排出量を加算することなく(補正量をゼロに維持したまま)減量弁への指示を閉弁から開弁に変えても、減量弁の実際の開閉状態は変わらない(開固着または閉固着したままである)ため、燃圧は変化しない(図4も参照。)。 On the other hand, if an “open sticking abnormality” or “closed sticking abnormality” has occurred in the reduction valve, an instruction is given to the reduction valve without adding the discharge amount to the discharge amount (while maintaining the correction amount at zero). Even if the valve is changed from closed to open, the actual open / close state of the reduction valve does not change (it remains open or closed), so the fuel pressure does not change (see also FIG. 4).
このように、減量弁に“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、「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」ても、燃圧は同指示が変わる前の値に維持される(変化しない)ことになる。更に、上記説明から理解されるように、この燃圧の推移は、減量弁の異常に起因する。よって、上述した燃圧の推移に基づき、減量弁の異常判定を他の部材の異常判定と区別して行うことができる。これが、本発明における「第2異常判定」である。 In this way, when the “open sticking abnormality” or “close sticking abnormality” occurs in the reduction valve, “change the instruction to the reduction valve from closed to open while maintaining the correction amount to zero”. However, the fuel pressure is maintained (not changed) at the value before the instruction is changed. Further, as can be understood from the above description, the change in the fuel pressure is caused by the abnormality of the weight reducing valve. Therefore, based on the transition of the fuel pressure described above, the abnormality determination of the reduction valve can be performed separately from the abnormality determination of other members. This is the “second abnormality determination” in the present invention.
なお、第2異常判定は、燃圧に対し、燃料システムにおいて通常生じる変動とは異なる変動を生じさせる(減量弁の正常時に燃圧の強制的な低下を招く)ことになる。そのため、燃圧制御の観点からは、第2異常判定よりも第1異常判定が実行されることが好ましい。しかし、一般に、燃料システムは、ポンプに指示可能な最大吐出量が、想定される吐出量に対して十分に大きな値となるように、設計される。そのため、原則として、第2異常判定を行うための上記条件(減量弁への指示が閉弁の場合における指示される吐出量が閾値吐出量以上であること)が成立することはない。但し、例外として、燃料システムを構成する各種部材の製造ばらつき及び経年劣化等に起因してフィードバック量(例えば、PID制御における積分項)が過度に大きくなっている場合等において、上記条件が成立する可能性がある。第2異常判定は、このような例外的状況に対応するための異常判定手法である。 Note that the second abnormality determination causes a variation different from the variation that normally occurs in the fuel system with respect to the fuel pressure (which causes a forced decrease in the fuel pressure when the weight reduction valve is normal). Therefore, from the viewpoint of fuel pressure control, it is preferable to execute the first abnormality determination rather than the second abnormality determination. However, in general, the fuel system is designed such that the maximum discharge amount that can be instructed to the pump is sufficiently large with respect to the assumed discharge amount. Therefore, in principle, the above-described condition for performing the second abnormality determination (the discharge amount instructed when the instruction to the reduction valve is closed is not less than the threshold discharge amount) does not hold. However, as an exception, the above condition is satisfied when a feedback amount (for example, an integral term in PID control) is excessively large due to manufacturing variations and aging deterioration of various members constituting the fuel system. there is a possibility. The second abnormality determination is an abnormality determination method for dealing with such an exceptional situation.
以上に説明したように、本発明の異常判定装置は、ポンプに指示される吐出量に対応した異常判定手法(第1異常判定・第2異常判定)を選択しつつ、減量弁が異常であるか否かを独立して判定できる。 As described above, the abnormality determination device of the present invention has an abnormality in the reduction valve while selecting an abnormality determination method (first abnormality determination / second abnormality determination) corresponding to the discharge amount instructed to the pump. Whether or not can be determined independently.
ところで、減量弁が「異常である」とは、減量弁に開固着異常または閉固着異常が生じていることを表す。逆に、減量弁が異常ではない(正常である)とは、減量弁に開固着異常も閉固着異常も生じていないことを表す。 By the way, “abnormal” of the weight reduction valve means that an open sticking abnormality or a closed sticking abnormality has occurred in the weight reduction valve. On the contrary, that the weight reduction valve is not abnormal (normal) indicates that neither the open sticking abnormality nor the closed sticking abnormality has occurred in the weight reducing valve.
更に、燃圧制御のための「フィードバック量」は、燃圧の目標値に対する実際値の偏差に基づく制御量であればよく、特に制限されない。例えば、フィードバック量は、同偏差に基づく比例項(P項)及び同偏差の時間積分値に基づく積分項(I項)の一方または双方を含むように算出され得る。更に、そのように算出されたフィードバック量に同偏差の時間微分値に基づく微分項(D項)を追加してもよい。 Furthermore, the “feedback amount” for controlling the fuel pressure is not particularly limited as long as it is a control amount based on the deviation of the actual value from the target value of the fuel pressure. For example, the feedback amount may be calculated so as to include one or both of a proportional term (P term) based on the deviation and an integral term (I term) based on the time integral value of the deviation. Further, a differential term (D term) based on the time differential value of the same deviation may be added to the feedback amount thus calculated.
更に、ポンプに指示される「吐出量」、指示可能な「最大吐出量」、及び、「閾値吐出量」は、燃料システムにおけるポンプの制御機構に対応したパラメータであればよく、特に制限されない。例えば、吐出量として、ポンプから単位時間当たりに吐出される燃料の体積、及び、ポンプをPWM(Pulse Width Modulation)方式にて制御する場合におけるポンプへの入力電圧のデューティ比、等が採用され得る。同様に、例えば、最大吐出量として、ポンプから単位時間当たりに吐出可能な燃料の最大体積、及び、PWM方式の制御における入力電圧のデューティ比の最大値(=1)等が採用され得る。更に、例えば、閾値吐出量として、その最大吐出量から所定量を減じた量が採用され得る(詳細は後述される。)。 Furthermore, the “discharge amount” instructed to the pump, the “maximum discharge amount” that can be instructed, and the “threshold discharge amount” may be parameters corresponding to the pump control mechanism in the fuel system, and are not particularly limited. For example, the volume of fuel discharged from the pump per unit time, the duty ratio of the input voltage to the pump when the pump is controlled by a PWM (Pulse Width Modulation) method, and the like can be adopted as the discharge amount. . Similarly, for example, the maximum volume of fuel that can be discharged from the pump per unit time, the maximum value (= 1) of the duty ratio of the input voltage in PWM control, and the like can be adopted as the maximum discharge amount. Furthermore, for example, an amount obtained by subtracting a predetermined amount from the maximum discharge amount can be adopted as the threshold discharge amount (details will be described later).
以上、本発明の異常判定装置について説明した。次いで、以下、本発明の異常判定装置のいくつかの態様(態様1〜3)について述べる。
The abnormality determination device of the present invention has been described above. Next, several modes (
・態様1
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。
・
The “threshold discharge amount” may be set to an amount that does not reach the maximum discharge amount of the pump even if the discharge amount is added to the discharge amount. Specifically, the threshold discharge amount is set so that the difference between the maximum discharge amount of the pump and the threshold discharge amount is larger than the discharge amount (that is, the threshold discharge amount is less than the amount obtained by subtracting the discharge amount from the maximum discharge amount). Should be determined so that there is less. On the other hand, the frequency with which the second abnormality determination is performed increases as the threshold discharge amount is set to a smaller amount. However, as described above, from the viewpoint of fuel pressure control, it is preferable that the frequency of the second abnormality determination be as low as possible (that is, the threshold discharge amount is large).
そこで、一の態様として、
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。
Therefore, as one aspect,
The threshold discharge amount may be set to an amount smaller by the discharge amount than the maximum discharge amount that can be instructed to the pump.
上記構成により、第2異常判定が燃圧制御へ及ぼす影響を出来る限り小さくしながら、減量弁の異常判定を行うことができる。 With the above configuration, it is possible to determine the abnormality of the reduction valve while minimizing the influence of the second abnormality determination on the fuel pressure control as much as possible.
・態様2
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。
・ Aspect 2
Similar to the above-described conventional fuel system, the “control unit” may be configured to instruct the reduction valve to open when the discharge amount instructed to the pump becomes a predetermined lower limit amount or less. For example, the control unit instructs the reduction valve to open when the required amount in the injection valve is less than or equal to the lower limit amount, and instructs the reduction valve to close when the required amount is greater than the lower limit amount. It can be configured (see also FIG. 2). That is, the control unit can be configured to give an instruction to open and close the reduction valve (for the purpose of proper operation of the pump) for a reason different from the abnormality determination of the reduction valve. Further, the control unit may give an opening / closing instruction to the reduction valve for the purpose of determining abnormality of the reduction valve instead of such an opening / closing instruction.
換言すると、上記「第1異常判定」において、減量弁への指示が開弁または閉弁であるときの各フィードバック量は、減量弁の異常判定を目的として積極的に減量弁に開閉の指示を与えながら(即ち、アクティブに)取得してもよく、ポンプの適正作動を目的として自然に減量弁の開閉の指示が変化することを待って(即ち、パッシブに)取得してもよい。 In other words, in the above “first abnormality determination”, each feedback amount when the instruction to the reduction valve is open or closed is positively instructed to open / close the reduction valve for the purpose of determining abnormality of the reduction valve. It may be acquired while giving (i.e., active), or may be acquired after waiting for a change in the opening / closing instruction of the reduction valve to change properly (i.e., passively) for the purpose of proper operation of the pump.
例えば、前者(異常判定を目的とした開閉指示)の態様として、前記制御部は、
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。
For example, as the former (open / close instruction for the purpose of abnormality determination), the control unit
In the first abnormality determination, the absolute value of the amount of change in the feedback amount when the instruction to the reduction valve is changed from valve closing to valve opening, and the instruction to the reduction valve is changed from valve opening to valve closing. When at least one of the absolute values of the amount of change in the feedback amount is equal to or greater than a first threshold value, the reduction valve may be determined to be abnormal.
上記「第1閾値」は、上記変化量の絶対値がその第1閾値以上である場合に減量弁が異常であると判定し得る適値であればよく、第1異常判定の原理上は排出量以下の値であればよい。例えば、第1閾値として、排出量そのもの、又は、排出量よりも所定量だけ少ない量、が採用され得る。 The “first threshold value” may be an appropriate value that can determine that the weight reduction valve is abnormal when the absolute value of the change amount is equal to or greater than the first threshold value. It may be a value less than the amount. For example, the discharge amount itself or an amount smaller than the discharge amount by a predetermined amount can be adopted as the first threshold value.
・態様3
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。
・ Aspect 3
The “second abnormality determination” focuses on the fact that the fuel pressure “does not change” when the instruction to the reduction valve is changed while maintaining the correction amount at zero when the reduction valve is abnormal. However, even if the reduction valve is abnormal, the fuel pressure may change somewhat due to a feedback amount that changes every moment. Therefore, from the viewpoint of determining the abnormality of the reduction valve with higher accuracy, the second abnormality determination is performed when the amount of change in the fuel pressure does not reach “an amount that can be determined that the reduction valve is normal”. It may be configured to determine that
具体的には、一の態様として、前記制御部は、
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。
Specifically, as one aspect, the control unit
In the second abnormality determination, when the absolute value of the change amount of the fuel pressure when the instruction to the reduction valve is changed from the closed valve to the opened valve, it is determined that the reduction valve is abnormal. Can be configured.
上記「第2閾値」は、燃圧の変化量の絶対値がその第2閾値以上である場合に減量弁が正常であると判定し得る適値であればよい。なお、燃圧制御の観点から、第2異常判定において減量弁が異常であるか否かが判定された後、速やかに減量弁への指示を元に戻す(即ち、同指示を開弁から閉弁に変える)ことが好ましい。 The “second threshold value” may be an appropriate value that can determine that the reduction valve is normal when the absolute value of the change amount of the fuel pressure is equal to or greater than the second threshold value. From the viewpoint of fuel pressure control, after it is determined in the second abnormality determination whether or not the reduction valve is abnormal, the instruction to the reduction valve is quickly returned (that is, the instruction is closed from the valve opening to the valve closing). Is preferable.
<実施形態>
[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。
<Embodiment>
[Outline of device]
With reference to FIG. 1, a schematic configuration of an abnormality determination device (hereinafter referred to as “implementation device”) according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、実施装置が適用される燃料システムを搭載した内燃機関EG(以下「機関EG」という。)の概略構成を示している。機関EGは、筒内噴射・火花点火式・4サイクルの内燃機関である。機関EGは、以下(1)〜(9)に示す構成を有している。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine EG (hereinafter referred to as “engine EG”) equipped with a fuel system to which the implementation apparatus is applied. The engine EG is an in-cylinder injection / spark ignition type / four-cycle internal combustion engine. The engine EG has the following configurations (1) to (9).
(1)燃料システム
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
(1) Fuel system A fuel injection valve 11, a
(2) Cylinder block portion The
(3) Cylinder head portion The
(4) Intake system The
(5) Exhaust system The
(6)
(7)
(8) Various sensors The crank
(9)
燃料システムに含まれる減量弁15は、フューエルポンプ13から吐出された燃料の全部を燃料噴射弁11に供給すること、及び、同燃料の一部を燃料噴射弁11に供給すること、を切り替え可能な開閉弁である。具体的には、減量弁15は、フューエルポンプ13と燃料噴射弁11(厳密にはデリバリパイプ12)とを繋ぐ燃料供給経路上に設けられており、電子制御装置81の指示信号(開弁の指示または閉弁の指示)に基づいて開閉するようになっている。減量弁15は、開弁しているとき、フューエルポンプ13から吐出された燃料の一部を燃料供給経路から排出させて燃料タンク14に戻すようになっている。即ち、このとき、フューエルポンプ13から吐出された燃料の“一部”(燃料タンク14に戻される燃料以外の燃料)が燃料噴射弁11に供給されることになる。一方、減量弁15は、閉弁しているとき、同排出を行わないようになっている。即ち、このとき、フューエルポンプ13から吐出された燃料の“全部”が燃料噴射弁11に供給されることになる。
The
フューエルポンプ13は、燃料タンク14から供給された燃料を昇圧すると共に、電子制御装置81の指示信号に対応した量の燃料を吐出するように構成されている。具体的には、電子制御装置81は、下記(A)、(B)及び(C)を合計した量をフューエルポンプ13の吐出量Foutとして算出し、吐出量Foutの燃料を吐出するようにフューエルポンプ13に指示を与えるようになっている(図5の燃圧制御ルーチンも参照。)。以下、フューエルポンプ13に指示される吐出量Foutは、単に「吐出量Fout」とも称呼される。
(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
The
(A) Required amount Finj required in the fuel injection valve 11
(B) Feedback amount Ffb in feedback control for controlling fuel pressure
(C) When the instruction to the
なお、フューエルポンプ13は、PWM方式にて制御されている。具体的には、電子制御装置81は、上述したように吐出量Foutを定めた後、その吐出量Foutに対応するようにフューエルポンプ13への入力電圧のデューティ比を定め、そのデューティ比をフューエルポンプ13を作動させるコントローラ(いわゆるFPC。Fuel Pump Controller。図示省略)に指示信号として送信するようになっている。即ち、本例における吐出量Foutは、実質的に上記デューティ比を表す。
The
図2は、フューエルポンプ13の作動線図(要求量Finj、フィードバック量Ffb、補正量Fvopen(ゼロ又は排出量Fd)、及び、吐出量Foutの関係)である。電子制御装置81は、横軸(Finj+Ffb)の値に基づき、縦軸(Fout)の値の燃料を吐出するようにフューエルポンプ13に指示を与えるようになっている。図2の縦軸(Fout)に示すように、フューエルポンプ13は、その構造および制御機構等に起因する、電子制御装置81が指示可能な吐出量Foutの最大量(最大吐出量)Fmaxを有する。なお、PWM方式の制御において、最大吐出量Fmaxを指示することは、フューエルポンプ13への入力電圧のデューティ比を“1”にすること(即ち、実質的にPWM制御を行っていないこと)に相当する。
FIG. 2 is an operation diagram of the fuel pump 13 (relationship between the required amount Finj, the feedback amount Ffb, the correction amount Fvopen (zero or the discharge amount Fd), and the discharge amount Fout). Based on the value of the horizontal axis (Finj + Ffb), the
更に、縦軸(Fout)に示すように、フューエルポンプ13は、吐出量Foutが所定の最小量(最小吐出量)Fminよりも少ない領域においては使用されないようになっている。具体的には、横軸(Finj+Ffb)の量と最小吐出量Fminとが比較され、横軸(Finj+Ffb)の量が最小吐出量Fmin以下である場合)、横軸の量に排出量Fdを加算した量が、吐出量Foutとして用いられる。例えば、横軸の量がFminのときに吐出量はFmin+Fdであり、横軸の量がゼロのときに吐出量はFminである。
Further, as indicated by the vertical axis (Fout), the
但し、このように排出量Fdが加算される場合、減量弁15に“開弁”が指示される。そのため、減量弁15が正常であれば、吐出量Fout(=Finj+Ffb+Fd)から排出量Fdを減じた量(=Finj+Ffb)の燃料が燃料噴射弁11に供給される。よって、この場合、排出量Fdが吐出量Foutに加算されていても、最終的に燃料噴射弁11に供給される燃料の量は、横軸の量Finj+Ffbのままである。一方、横軸の量Finj+Ffbが最小吐出量Fminよりも多い場合、減量弁15に“閉弁”が指示される。そのため、減量弁15が正常であれば、吐出量Foutの(=Finj+Ffb)燃料がそのまま燃料噴射弁11に供給される。よって、この場合も、吐出量Fout(=Finj+Ffb)の燃料が燃料噴射弁11に供給されることになる。このように、減量弁が正常であれば、横軸の量Finj+Ffbにかかわらず(減量弁15への開閉指示にかかわらず)、横軸の量Finj+Ffbの燃料が燃料噴射弁11に供給される。
However, when the discharge amount Fd is added in this way, the
最小吐出量Fminは、フューエルポンプ13に指示される吐出量と、実際の吐出量と、の間の比例関係(リニアリティ)が維持され得る最小の吐出量であり、事前の実験等によって予め定められている。本例においては、最小吐出量Fminと排出量Fdとが一致するように、燃料システムが設計されている。
The minimum discharge amount Fmin is a minimum discharge amount that can maintain a proportional relationship (linearity) between the discharge amount instructed to the
更に、縦軸(Fout)に示すように、指示可能な最大吐出量Fmaxよりも排出量Fdだけ少ない量が、閾値吐出量Foutthとして図示されている。閾値吐出量Foutthは、後述される異常判定において用いられる量である。閾値吐出量Foutthの詳細は、後述される。 Further, as shown on the vertical axis (Fout), an amount smaller than the instructable maximum discharge amount Fmax by the discharge amount Fd is shown as a threshold discharge amount Foutth. The threshold discharge amount Foutth is an amount used in abnormality determination described later. Details of the threshold discharge amount Foutth will be described later.
なお、上記説明においては、最小吐出量Fminと、パラメータFinj+Ffb(図2の横軸に相当)と、を比較し、減量弁15への指示(開弁または閉弁の指示)を切り替えている。しかし、減量弁15の開閉のために最小吐出量Fminと比較するパラメータとして、Finj+Ffb(要求量とフィードバック量との和)に代えて、Finj(要求量のみ)が用いられてもよい。要求量Finjのみを用いる場合、フィードバック量Ffbを考慮することなく減量弁15の開閉処理等を実行できるため、燃料システムの制御を単純化できる。
In the above description, the minimum discharge amount Fmin and the parameter Finj + Ffb (corresponding to the horizontal axis in FIG. 2) are compared, and the instruction to the reduction valve 15 (instruction to open or close the valve) is switched. However, Finj (only the required amount) may be used instead of Finj + Ffb (the sum of the requested amount and the feedback amount) as a parameter to be compared with the minimum discharge amount Fmin for opening and closing the reducing
但し、上記の場合、フィードバック量Ffbの大きさによっては、要求量Finjと、要求量とフィードバック量との和Finj+Ffbと、が大きく相違し、減量弁15を適切なタイミングにて開閉できないとも考えられる。しかし、フィードバック量Ffbは、通常、燃料システムの経年劣化等に起因して徐々に増大する(例えば、PID制御における積分項が大きくなる)傾向がある。そのため、減量弁15を開く必要がないにもかかわらず開弁の指示がなされる場合(Finj+Ffb>Fminであるにもかかわらず、Finj<Fminである場合)は生じ得るものの、その逆の場合(減量弁15を開く必要があるときに閉弁の指示がなされる場合)は通常は生じない。よって、上記パラメータとして要求量Finjのみが用いられても、通常、吐出量Foutが最小吐出量Fminよりも少ない領域にてフューエルポンプ13が使用されることはない。即ち、図2の作動線図に矛盾が生じることはない。
However, in the above case, depending on the magnitude of the feedback amount Ffb, the request amount Finj and the sum Finj + Ffb of the request amount and the feedback amount are greatly different, and it is considered that the
再び図1を参照すると、上述した作動線図に従ってフューエルポンプ13から吐出された燃料は、燃料供給経路を介してデリバリパイプ12に注入される。そして、燃料噴射弁11は、電子制御装置81の指示に従い、気筒21の内部に燃料を噴射するようになっている。なお、デリバリパイプ12に注入された燃料の圧力(燃圧)が、燃圧センサ16によって計測される。
Referring to FIG. 1 again, the fuel discharged from the
電子制御装置81は、CPU、ROM及びRAM等を含む周知のマイクロコンピュータを主体とした電子回路である。電気制御装置のCPU(以下、単に「CPU」という。)は、燃料噴射弁11、フューエルポンプ13及び減量弁15等に指示信号を送信すると共に、上記各センサから出力される信号を受信するように構成されている。
The
以上が、実施装置が適用される燃料システム、及び、同燃料システムを搭載した機関EGの概要である。 The above is the outline of the fuel system to which the implementation apparatus is applied and the engine EG equipped with the fuel system.
[減量弁の異常判定]
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。
[Determining abnormality of weight reduction valve]
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, a method for determining the abnormality of the
但し、説明の便宜上、図3及び図4のタイムチャートにおいては、要求量Finjは一定値Aに維持されながら、減量弁15に開閉が指示されている。即ち、これらタイムチャートにおいては、要求量Finjの大小とは関わりなく(即ち、減量弁15の異常判定を目的として)減量弁15に開閉が指示されている。
However, for convenience of explanation, in the time charts of FIGS. 3 and 4, the required amount Finj is maintained at a constant value A, and the
・第1異常判定(図3)
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。
・ First abnormality determination (Fig. 3)
In the example shown in FIG. 3, “opening” is instructed to the reducing
更に、時刻t1にて、閉弁の指示と共に、補正量Fvopenが排出量Fdからゼロに減少する。減量弁15が“正常”である場合、補正量Fvopenの減少と共に減量弁15が閉弁するため、時刻t1の前後において、燃圧FPは目標圧FPtgtに維持される。しかし、“開固着異常”が生じている場合、減量弁15が開弁したまま(即ち、減量弁15の開閉状態が変わらないまま)補正量Fvopenが減少することになるため、燃料噴射弁11に供給される燃料が不足し、燃圧FPが目標圧FPtgtから乖離するように低下する。同様に、“閉固着異常”が生じている場合、減量弁15の開閉状態が変わらないまま補正量Fvopenがゼロに減量されるため、燃圧FPが低下する。なお、上述した燃料の不足量は、排出量Fdに等しい。
Further, at time t1, the correction amount Fvopen decreases from the discharge amount Fd to zero together with the instruction to close the valve. When the
そのため、減量弁15が“正常”である場合、時刻t1の前後において、フィードバック量Ffbは値Bに維持される。しかし、“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、低下した燃圧FPを再び目標圧FPtgtに一致させるために(換言すると、燃料の不足分(=Fd)を補うために)、フィードバック量Ffbが増大する。この場合における増大量はFdである。その結果、燃圧FPは、目標圧FPtgtに戻る。但し、フィードバック制御にはある程度の応答時間が必要であるため、時刻t1から所定時間が経過した後、燃圧FPが目標圧FPtgtに一致することになる。
Therefore, when the
要求量Finj、フィードバック量Ffb及び補正量Fvopenが上述したように推移するため、減量弁15が“正常”である場合、時刻t1にて指示される吐出量Foutは減少する。このときの減少量は、排出量Fdに等しい。一方、“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、吐出量Foutは一旦減少した後に元の量に戻る。
Since the required amount Finj, the feedback amount Ffb, and the correction amount Fvopen change as described above, the discharge amount Fout instructed at the time t1 decreases when the
時刻t1から所定時間が経過した時刻t2においては、フィードバック量Ffbが既に収束しているため、燃圧FP及び吐出量Foutは安定している。時刻t2において、“開固着異常”が生じている場合のフィードバック量は、正常時のフィードバック量Bよりも排出量Fdの分だけ大きい値となる。一方、“閉固着異常”が生じている場合のフィードバック量は、正常時のフィードバック量Bと実質的に同一である。 At time t2 when a predetermined time has elapsed from time t1, the feedback amount Ffb has already converged, so the fuel pressure FP and the discharge amount Fout are stable. At time t2, the feedback amount when the “open sticking abnormality” has occurred is a value larger than the normal feedback amount B by the discharge amount Fd. On the other hand, the feedback amount when the “closed sticking abnormality” has occurred is substantially the same as the feedback amount B at the normal time.
なお、上記同様の理由(各パラメータが推移する理由)により、減量弁15に開弁が指示されている時刻t0において、“開固着異常”が生じている場合のフィードバック量は正常時のフィードバック量Bと実質的に同一であり、“閉固着異常”が生じている場合のフィードバック量は正常時のフィードバック量Bよりも排出量Fdの分だけ小さい値となる。
For the same reason as described above (reasons for changing each parameter), the feedback amount when the “open sticking abnormality” has occurred at time t0 when the valve opening is instructed to the reducing
時刻t2から所定時間が経過すると、時刻t3にて、減量弁15に「開弁」が指示される。このとき、各パラメータの推移は、時刻t1において減量弁15に「閉弁」が指示された場合の推移と、正負が逆である点を除いて同一である。即ち、時刻t1において増大したパラメータは時刻t3において減少し、時刻t1において減少したパラメータは時刻t3において増大する。よって、時刻t3にて、減量弁15が“正常”である場合、時刻t3の前後において、フィードバック量Ffbは値Bに維持される。しかし、“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、フィードバック量Ffbが排出量Fdに相当する量だけ減少する。
When a predetermined time elapses from time t2, “opening” is instructed to the reducing
このように、減量弁15に“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、減量弁15への指示が変化すると、フィードバック量Ffbが変化することになる。即ち、減量弁15への指示が開弁である期間中のフィードバック量と、同指示が閉弁である期間中のフィードバック量と、は異なることになる。そこで、前者のフィードバック量と、後者のフィードバック量と、の差に基づき、減量弁15が異常であるか否かを判定できる。この判定手法が「第1異常判定」と称呼される。
As described above, when the “open sticking abnormality” or the “close sticking abnormality” occurs in the
但し、図3に示すように、減量弁15が正常であるか異常であるかにかかわらず、時刻t3にて減量弁への指示が閉弁から開弁に変化すると、吐出量Foutが増大する。具体的には、減量弁15が“正常”である場合には吐出量Foutが排出量Fd分だけ増大し、減量弁15が“異常”である場合であっても一時的に(フィードバック制御の応答時間が経過するまでの間)吐出量Foutが増大する。ここで、増大時に算出された吐出量Foutが最大吐出量Fmaxよりも多い場合(例えば、デューティ比が1を超える場合)、実際の吐出量をその吐出量Foutに一致させられないことになる。この場合、フィードバック量Ffbの変動が小さくなり、第1異常判定の精度が低下する可能性がある。よって、第1異常判定を精度良く行う観点からは、増大した吐出量Foutが最大吐出量Fmaxよりも小さいことが望ましい。そこで、第1異常判定は、「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」との条件が成立していない場合に行われる。なお、本例における閾値吐出量Foutthは、図2に示すように、最大吐出量Fmaxよりも排出量Fdだけ少ない量である。
However, as shown in FIG. 3, regardless of whether the
・第2異常判定(図4)
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。
・ Second abnormality determination (Fig. 4)
On the other hand, when the above condition (the discharge amount Fout when the instruction to the
図4に示す例においては、時刻t0にて減量弁15に「閉弁」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「開弁」が指示される。但し、図3に示した例と異なり、時刻t1にて減量弁15に開弁が指示されても、補正量Fvopenはゼロに維持される。
In the example shown in FIG. 4, the valve closing is instructed to the reducing
減量弁15が“正常”であれば、減量弁15が開弁するものの補正量Fvopenがゼロのままであるため、時刻t1にて燃圧FPが低下する。しかし、“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、減量弁15の開閉状態が変わらないため、燃圧FPは目標圧FPtgtに維持される。
If the
このように、減量弁15に“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、補正量Fvopenがゼロに維持されたまま減量弁15への指示が閉弁から開弁に変化すると、燃圧FPが変化しないことになる。即ち、減量弁15が正常である場合における燃圧FPの推移と、減量弁15が異常である場合における燃圧FPの推移と、が異なることになる。そこで、この燃圧FPの推移に基づき、減量弁15が異常であるか否かを判定できる。この判定手法が「第2異常判定」と称呼される。
As described above, when the “open sticking abnormality” or the “close sticking abnormality” occurs in the
第2異常判定においては、燃圧制御の観点から、減量弁15の異常判定が完了した後、フィードバック制御による燃圧FPの補正を待つことなく、速やかに減量弁15への指示を元に戻す(即ち、時刻t2にて同指示を開弁から閉弁に変える)ことが好ましい。これにより、図4に示すように、減量弁15が正常である場合のフィードバック量Ffbは、時刻t1の後に増大を始めるものの、時刻t2にて減量弁15が閉弁するため、速やかに元の量Cに戻る。その結果、吐出量Foutも、同様に、時刻t1の後に僅かに増大した後に元の量A+Cに戻る。これにより、「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」場合であっても、吐出量Foutの増大を防ぐと共に、吐出量Foutが最大吐出量Fmaxに到達することを防ぐことができる。よって、減量弁15の異常判定を適切に実行できる。
In the second abnormality determination, from the viewpoint of fuel pressure control, after the abnormality determination of the
[装置の作動]
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。
[Operation of the device]
The actual operation of the implementation apparatus will be described with reference to FIGS. In the implementation apparatus, the CPU executes a “fuel pressure control” routine shown in FIG. 5 and controls the fuel pressure FP by adjusting the discharge amount Fout instructed to the
なお、以下の説明における時刻t0,t1,t2,t3は、図3及び図4における時刻t0,t1,t2,t3にそれぞれ対応している。 Note that times t0, t1, t2, and t3 in the following description correspond to times t0, t1, t2, and t3 in FIGS. 3 and 4, respectively.
まず、CPUは、所定時間が経過する毎に図5のルーチンを実行する。本ルーチンの処理を開始すると、CPUは、ステップ500からステップ505に進み、現時点における要求量Finj(t)を決定する。例えば、現時点を時刻t0とすると、要求量Finj(t0)は、機関EGの運転状態等に基づいて同要求量を決定するための他のルーチン(図示省略)に基づき、決定されるようになっている。
First, the CPU executes the routine of FIG. 5 every time a predetermined time elapses. When the processing of this routine is started, the CPU proceeds from
次いで、CPUは、ステップ510に進み、現時点において減量弁15の異常判定(第1異常判定または第2異常判定)が実行中ではないか否かを判定する。具体的には、CPUは、後述される図7又は図8のルーチンを実行中でなければ、現時点にて異常判定が実行されていない(即ち「Yes」)と判定する。一方、CPUは、同ルーチンを実行中であれば、現時点にて異常判定を実行している(即ち「No」)と判定する。
Next, the CPU proceeds to step 510 to determine whether or not an abnormality determination (first abnormality determination or second abnormality determination) of the
現時点にて異常判定が実行されていない場合、CPUは、「Yes」と判定し、ステップ515に進む。ステップ515にて、CPUは、減量弁15への指示を決定するために「要求量Finj(t0)が最小吐出量Fmin以下であるか否か」を判定する。即ち、本例においては、減量弁15の開閉のために最小吐出量Fminと比較するパラメータとして、Finj(要求量のみ)が用いられている。最小吐出量Fminは、事前の実験等によって予め定められ、ROMに記憶されている。
When abnormality determination is not executed at the present time, the CPU determines “Yes” and proceeds to step 515. In
例えば、現時点(時刻t0)における要求量Finj(t0)が最小吐出量Fmin以下である場合、CPUは、ステップ515にて「Yes」と判定し、ステップ520に進む。CPUは、ステップ520にて、補正量Fvopenの値に、排出量Fdを格納する。排出量Fdは、事前の実験等によって予め定められ、ROMに記憶されている。本例における排出量Fdは固定値であるが、排出量Fdとして減量弁15の経年劣化等を考慮した可変値が用いられてもよい。次いで、CPUは、ステップ525に進み、減量弁15を開弁する指示を、減量弁15を開閉するアクチュエータ(図示省略)に送信する。
For example, if the requested amount Finj (t0) at the current time (time t0) is equal to or less than the minimum discharge amount Fmin, the CPU determines “Yes” in
これに対し、現時点(時刻t0)における要求量Finj(t0)が最小吐出量Fminよりも多い場合、CPUは、ステップ515にて「No」と判定し、ステップ530に進む。CPUは、ステップ530にて、補正量Fvopenの値にゼロを格納する。次いで、CPUは、ステップ535に進み、減量弁15を閉弁する指示を、減量弁15を開閉するアクチュエータ(図示省略)に送信する。
On the other hand, if the requested amount Finj (t0) at the current time (time t0) is larger than the minimum discharge amount Fmin, the CPU makes a “No” determination at
このように、現時点(時刻t0)における要求量Finj(t0)が最小吐出量Fmin以下である場合、減量弁15に開弁が指示されると共に、補正量Fvopenの値が排出量Fdに設定される。一方、同要求量Finj(t0)が最小吐出量Fminよりも多い場合、減量弁15に閉弁が指示されると共に、補正量Fvopenの値がゼロに設定される。
Thus, when the requested amount Finj (t0) at the present time (time t0) is equal to or less than the minimum discharge amount Fmin, the valve opening is instructed to the
CPUは、上述した各処理の後、ステップ540に進み、現時点における燃圧制御用のフィードバック量Ffb(t0)を決定する。フィードバック量Ffb(t0)は、現時点における燃圧FP(t0)を目標圧FPtgt(t0)に一致させるための比例・積分制御(PI制御)を行う他のルーチン(図示省略)に基づき、決定されるようになっている。 After each process described above, the CPU proceeds to step 540 to determine the current fuel pressure control feedback amount Ffb (t0). The feedback amount Ffb (t0) is determined based on another routine (not shown) that performs proportional / integral control (PI control) for making the current fuel pressure FP (t0) coincide with the target pressure FPtgt (t0). It is like that.
具体的には、CPUは、燃圧センサ16の出力値に基づいて燃圧FP(t0)を取得すると共に、目標圧FPtgt(t0)と燃圧FP(t0)との偏差ΔFP(t0)を算出する。更に、CPUは、偏差ΔFP(t0)に所定のゲインKpを乗算することにより、フィードバック量の比例項FBp(t0)を算出する。なお、目標圧FPtgt(t0)は、機関EGの運転状態等に基づいて目標圧FPtgtを決定するためのマップ(図示省略)に基づき、決定される。ゲインKpは、事前の実験等によって予め定められた適値であり、ROMに格納されている。
Specifically, the CPU acquires the fuel pressure FP (t0) based on the output value of the
次いで、CPUは、偏差ΔFP(t)を時間積分した値(積分開始時点τ=0から現時点τ=tまでの積分値)に所定のゲインKiを乗算することにより、フィードバック量の積分項FBi(t0)を算出する。なお、積分開始時点(τ=0の時点)は、燃料システムの初回起動時である。ゲインKiは、事前の実験等によって予め定められた適値であり、ROMに格納されている。 Next, the CPU multiplies the deviation ΔFP (t) by time integration (integration value from the integration start time point τ = 0 to the current time point τ = t) by a predetermined gain Ki, whereby the feedback amount integral term FBi ( t0) is calculated. The integration start time (τ = 0 time) is the first start of the fuel system. The gain Ki is an appropriate value determined in advance by an experiment or the like, and is stored in the ROM.
そして、CPUは、比例項FBp(t0)と積分項FBi(t0)との和に所定の係数Kfbを乗算することにより、フィードバック量Ffb(t0)を算出する。係数Kfbは、“燃圧”の値として算出される比例項FBp(t0)及び積分項FBi(t0)をフューエルポンプ13に指示する“吐出量”に変換するための係数である。係数Kfbは、事前の実験等によって予め定められ、ROMに格納されている。
Then, the CPU calculates a feedback amount Ffb (t0) by multiplying the sum of the proportional term FBp (t0) and the integral term FBi (t0) by a predetermined coefficient Kfb. The coefficient Kfb is a coefficient for converting the proportional term FBp (t0) and the integral term FBi (t0) calculated as the “fuel pressure” values into “discharge amount” instructing the
ステップ540における処理の後、CPUは、ステップ545に進み、下式(1)に従って吐出量Fout(t0)を算出する。下式(1)に示すように、吐出量Fout(t)は、要求量Finj(t)と、フィードバック量Ffb(t)と、補正量Fvopenと、の合計量である。
After the processing in
Fout(t)=Finj(t)+Ffb(t)+Fvopen …(1) Fout (t) = Finj (t) + Ffb (t) + Fvopen (1)
次いで、CPUは、ステップ550に進み、吐出量Fout(t0)の燃料を吐出するよう、フューエルポンプ13に指示を与える。具体的には、CPUは、「吐出量Fout(t0)に対応したフューエルポンプ13の入力電圧のデューティ比」をROMに格納されたマップ等を参照して特定し、このデューティ比をフューエルポンプ13を動作させるコントローラ(FPC)に指示信号として送信する。
Next, the CPU proceeds to step 550 and gives an instruction to the
その後、CPUは、ステップ595に進んで本ルーチンを一旦終了する。 Thereafter, the CPU proceeds to step 595 to end the present routine tentatively.
これに対し、ステップ510にて、現時点にて異常判定が実行されている場合、CPUは、「No」と判定してステップ540に直接進む。そのため、この場合、要求量Finjと最小吐出量Fminとの比較に基づく減量弁15の開閉の切り替え(ステップ525又はステップ535)は行われない。この切り替えに代えて、この場合、各異常判定手法に準じて減量弁15の開閉の切り替えが行われる(詳細は後述される。)。よって、この場合、補正量Fvopenの値は、各異常判定手法に準じた値に設定される。
On the other hand, if the abnormality determination is being executed at the current time in
その後、CPUは、上記同様、ステップ540〜ステップ550の処理を実行し、吐出量Fout(t0)の燃料を吐出するよう、フューエルポンプ13に指示を与える。その後、CPUは、ステップ595に進んで本ルーチンを一旦終了する。
Thereafter, similarly to the above, the CPU executes the processing of
更に、CPUは、所定時間が経過する毎に、図6に示す「減量弁の異常判定」ルーチンを実行する。本ルーチンの処理を開始すると、CPUは、ステップ600からステップ610に進み、減量弁15の異常判定を行うための「判定実行条件」が現時点(時刻t0)において成立しているか否かを判定する。具体的には、CPUは、下記条件1〜3の全てが成立した場合に判定実行条件が成立すると判定し、下記条件1〜3の何れか1つが成立しない場合に判定実行条件が成立しないと判定する。
Further, the CPU executes a “determination of abnormality of the reduction valve” routine shown in FIG. 6 every time a predetermined time elapses. When the processing of this routine is started, the CPU proceeds from
(条件1)
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。
(Condition 1)
The predetermined time has passed since the previous abnormality determination. For example, the integrated value of the number of times the
(Condition 2)
The engine EG is in steady operation. For example, the change rate of the rotational speed of the engine EG is less than a predetermined threshold, the change rate of the intake air amount of the engine EG is less than a predetermined threshold, and the change rate of the correction amount related to the air-fuel ratio control of the engine EG is a predetermined value. Be below threshold.
(Condition 3)
The fuel injection valve 11, the
条件1は、異常判定が行われる頻度が過度に高くなることを防ぐための条件である。条件2は、機関EGの空燃比制御に起因する要求量Finj及び目標圧FPtgtの変動が出来る限り小さい場合に異常判定を行うための条件である。なお、機関EGの回転数はクランクポジションセンサ71の出力値に基づいて算出され、機関EGの吸入空気量はエアフロメータ72の出力値に基づいて算出され、機関EGの空燃比制御に関する補正量は空燃比センサ73,74の出力値に基づいて算出される。条件3は、異常判定の結果が正しいことを担保するための条件である。なお、燃料噴射弁11、燃圧センサ16及び各種センサ71〜74が正常であるか否かの判定は、同判定を周知の手法に従って行う他のルーチン(図示省略)に基づいて行われる。条件1〜3における各閾値は、事前の実験等によって予め定められ、ROMに格納されている。
現時点において判定実行条件が成立しない場合、CPUは、ステップ610にて「No」と判定し、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、この場合、減量弁15の異常判定は行われない。
If the determination execution condition is not satisfied at this time, the CPU makes a “No” determination at
これに対し、現時点において判定実行条件が成立する場合、CPUは、ステップ610にて「Yes」と判定し、ステップ620に進む。CPUは、ステップ620にて、減量弁15への指示が閉弁の場合において指示される吐出量Foutが閾値吐出量Foutth以上であるか否か、を判定する。具体的には、CPUは、現時点(時刻t0)における減量弁15への指示が閉弁であれば、現時点における吐出量Fout(t0)が閾値吐出量Foutth以上であるか否かを判定する。一方、現時点における減量弁15への指示が開弁であれば、CPUは、減量弁15への指示が閉弁となるまで待機し、減量弁15への指示が閉弁になった時点にて吐出量Foutが閾値吐出量Foutth以上であるか否かを判定する。閾値吐出量Foutthは、指示可能な最大吐出量Fmaxよりも排出量Fdだけ少ない値として設定され(図2参照)、ROMに格納されている。
On the other hand, if the determination execution condition is satisfied at the present time, the CPU determines “Yes” in
減量弁15への指示が閉弁の場合に指示される吐出量Foutが閾値吐出量Foutth以上ではない場合、CPUは、ステップ620にて「No」と判定し、ステップ630に進む。CPUは、ステップ630にて、図7に示す「第1異常判定」ルーチンを実行することにより、減量弁15が異常であるか否かを判定する(詳細は図7を参照しながら後述される。)。一方、減量弁15への指示が閉弁の場合の吐出量Foutが閾値吐出量Foutth以上である場合、CPUは、ステップ620にて「Yes」と判定し、ステップ640に進む。CPUは、ステップ640にて、図8に示す「第2異常判定」ルーチンを実行することにより、減量弁15が異常であるか否かを判定する(詳細は図8を参照しながら後述される。)。
If the discharge amount Fout instructed when the instruction to the
例えば、「第1異常判定」を実行する場合、CPUは、図7のステップ700から処理を開始し、ステップ710に進む。CPUは、ステップ710及びステップ720の処理を実行することにより、減量弁15への開閉指示が現時点の状態(本例では開弁の指示)にある場合におけるフィードバック量Ffb1を取得する。CPUは、取得したフィードバック量Ffb1をRAMに記憶する。
For example, when executing “first abnormality determination”, the CPU starts the process from
具体的には、CPUは、現時点(時刻τ=t0)からなまし時間taが経過する時点(t=t0+ta)までの期間において、フィードバック量Ffb(τ)を下式(2)に順次適用し、なまし値Ffb1(τ)を算出する。なお、下式(2)において、値Nは下式による演算の実行回数(初期値は1)であり、なまし値Ffb1(τ)の初期値はゼロである。 Specifically, the CPU sequentially applies the feedback amount Ffb (τ) to the following expression (2) in the period from the current time (time τ = t0) to the time (t = t0 + ta) when the annealing time ta elapses. An annealing value Ffb1 (τ) is calculated. In the following equation (2), the value N is the number of executions of the calculation by the following equation (initial value is 1), and the initial value of the smoothed value Ffb1 (τ) is zero.
Ffb1(τ)=Ffb1(τ−1)+(Ffb1(τ)−Ffb1(τ−1))/N
…(2)
Ffb1 (τ) = Ffb1 (τ−1) + (Ffb1 (τ) −Ffb1 (τ−1)) / N
... (2)
CPUは、ステップ710の処理を行う毎にステップ720に進み、時刻t0からなまし時間taが経過したか否か(即ち、現時点が時刻t0+taか否か)を判定する。現時点において未だなまし時間taが経過していない場合、CPUは、ステップ720にて「No」と判定し、再びステップ710に戻って同ステップの処理を繰り返す。なお、この間、図5のステップ510及びステップ540〜ステップ550の処理が繰り返し実行される。
The CPU proceeds to step 720 each time the processing of
そして、なまし時間taが経過すると、CPUは、ステップ720にて「Yes」と判定し、ステップ730に進む。CPUは、ステップ730にて、減量弁15への開閉指示を変更する。具体的には、現時点(時刻t0+ta)における減量弁15への指示が開弁であれば、CPUは、減量弁15に閉弁を指示する。逆に、現時点における減量弁15への指示が閉弁であれば、CPUは、減量弁15に開弁を指示する。更に、この指示と共に、CPUは、減量弁15への指示に合わせて補正量Fvopenを切り替える。具体的には、減量弁15に開弁を指示する場合には補正量Fvopenを排出量Fdに設定し、減量弁15に閉弁を指示する場合には補正量Fvopenをゼロに設定する(図5も参照。)。
When the annealing time ta elapses, the CPU makes a “Yes” determination at
なお、本例においては、CPUは、ステップ720にて「Yes」と判定した時点(時刻t0+ta)から所定時間が経過した後の時点(時刻t1)において、ステップ730の処理を実行し、減量弁15への指示を開弁から閉弁に変更する。
In this example, the CPU executes the process of
次いで、CPUは、ステップ740に進む。CPUは、上記同様、ステップ740及びステップ750の処理を実行することにより、減量弁15への開閉指示が現時点の状態(本例では閉弁の指示)にある場合におけるフィードバック量Ffb2を取得する。CPUは、取得したフィードバック量Ffb2をRAMに記憶する。
Next, the CPU proceeds to step 740. As described above, the CPU executes the processing of
具体的には、CPUは、減量弁15への指示を変更した後にフィードバック量が安定した時点(時刻τ=t2)からなまし時間taが経過する時点(t=t2+ta)までの期間において、フィードバック量Ffb(τ)を下式(3)に順次適用し、なまし値Ffb2(τ)を算出する。なお、下式(3)において、値Nは下式による演算の実行回数(初期値は1)であり、なまし値Ffb2(τ)の初期値はゼロである。 Specifically, the CPU performs feedback in a period from when the feedback amount is stabilized after changing the instruction to the reduction valve 15 (time τ = t2) to when the annealing time ta elapses (t = t2 + ta). The amount Ffb (τ) is sequentially applied to the following equation (3) to calculate the smoothed value Ffb2 (τ). In the following equation (3), the value N is the number of executions of the calculation by the following equation (initial value is 1), and the initial value of the smoothed value Ffb2 (τ) is zero.
Ffb2(τ)=Ffb2(τ−1)+(Ffb(τ)−Ffb2(τ−1))/N
…(3)
Ffb2 (τ) = Ffb2 (τ−1) + (Ffb (τ) −Ffb2 (τ−1)) / N
... (3)
CPUは、ステップ740の処理を行う毎にステップ750に進み、時刻t2からなまし時間taが経過したか否か(即ち、現時点が時刻t2+taか否か)を判定する。現時点において未だなまし時間taが経過していない場合、CPUは、ステップ750にて「No」と判定し、再びステップ740に戻って同ステップの処理を繰り返す。なお、上記同様、この間、図5のステップ510及びステップ540〜ステップ550の処理が繰り返し実行される。
The CPU proceeds to step 750 each time the process of
そして、なまし時間taが経過すると、CPUは、ステップ750にて「Yes」と判定し、ステップ760に進む。CPUは、ステップ760にて、減量弁15への開閉指示を変更する前のフィードバック量Ffb1と、同指示を変更した後のフィードバック量Ffb2と、の差の絶対値|Ffb1−Ffb2|が、所定の第1閾値Thr1以上であるか否かを判定する。第1閾値Thr1は、上記絶対値がその第1閾値Thr1以上である場合に減量弁15が異常であると判断できる値である。第1閾値Thr1は、事前の実験等によって予め定められ、ROMに記憶されている。
When the annealing time ta elapses, the CPU makes a “Yes” determination at
上記絶対値が第1閾値Thr1以上である場合、CPUは、ステップ760にて「Yes」と判定してステップ770に進み、「減量弁15に異常が生じている」と判定する。一方、上記絶対値が第1閾値Thr1よりも小さい場合、CPUは、ステップ760にて「No」と判定してステップ780に進み、「減量弁15に異常は無い」と判定する。その後、CPUは、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
If the absolute value is greater than or equal to the first threshold Thr1, the CPU makes a “Yes” determination at
CPUは、図7のルーチンを終了すると、図6のステップ630に戻る。そして、CPUは、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。 When the CPU ends the routine of FIG. 7, the CPU returns to step 630 of FIG. Then, the CPU proceeds to step 695 to end the present routine tentatively.
一方、「第2異常判定」を実行する場合、CPUは、図8のステップ800から処理を開始し、ステップ810に進む。CPUは、ステップ810にて、現時点(例えば、時刻t0から所定時間が経過した後の時刻t1)における燃圧FP(t1)をRAMに記憶する。
On the other hand, when executing the “second abnormality determination”, the CPU starts the process from
次いで、CPUは、ステップ820に進む。なお、現時点における減量弁15への指示は、図6のステップ620にて「Yes」と判定されたように、閉弁である。CPUは、ステップ820にて、補正量Fvopenをゼロに維持しながら減量弁15に開弁を指示する。そして、CPUは、ステップ830に進む。CPUは、ステップ830にて、減量弁15に開弁を指示した時点から所定時間tbが経過した後の燃圧FP(t1+tb)を取得する。CPUは、取得した燃圧FP(t1+tb)をRAMに記憶する。所定時間tbは、異常判定が可能な程度に燃圧FPが低下するために要する時間である。所定時間tbは、事前の実験等によって予め定められ、ROMに記憶されている。
Next, the CPU proceeds to step 820. In addition, the instruction | indication to the
次いで、CPUは、ステップ840に進む。CPUは、ステップ840にて、減量弁15に開弁を指示する前の燃圧FP(t1)と、減量弁15に開弁を指示した後の燃圧FP(t1+tb)と、の差の絶対値が所定の第2閾値Thr2以上であるか否かを判定する。第2閾値Thr2は、上記絶対値が第2閾値Thr2以上である場合に減量弁15が正常であると判断できる値である。第2閾値Thr2は、事前の実験等によって予め定められ、ROMに記憶されている。
Next, the CPU proceeds to step 840. In
上記絶対値が第2閾値Thr2以上である場合、CPUは、ステップ840にて「Yes」と判定してステップ850に進み、「減量弁15に異常は無い」と判定する。その後、CPUは、ステップ860に進み、時刻t1+tbから所定時間が経過した時刻t2にて、減量弁15に閉弁を指示する。そして、CPUは、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
If the absolute value is greater than or equal to the second threshold Thr2, the CPU makes a “Yes” determination at
一方、上記絶対値が第2閾値Thr2以上でない場合、CPUは、ステップ840にて「No」と判定してステップ870に進み、「減量弁15に異常が生じている」と判定する。その後、CPUは、ステップ860に進んで減量弁15に閉弁を指示し、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, if the absolute value is not greater than or equal to the second threshold Thr2, the CPU makes a “No” determination at
CPUは、図8のルーチンを終了すると、図6のステップ640に戻る。そして、CPUは、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。 When the CPU completes the routine of FIG. 8, the CPU returns to step 640 of FIG. Then, the CPU proceeds to step 695 to end the present routine tentatively.
以上に説明したように、実施装置は、フューエルポンプ13に指示する吐出量Foutに対応した適切な手法(第1異常判定および第2異常判定)によって減量弁15の異常判定を実行する。これにより、実施装置は、減量弁15が異常であるか否かを、他の部材の異常判定と区別して判定できる。
As described above, the execution device performs the abnormality determination of the
<その他の態様>
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。
<Other aspects>
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention.
例えば、実施装置は、燃圧を制御するためのフィードバック制御として、比例・積分制御(PI制御)を用いている(図5のステップ540)。しかし、本発明の異常判定装置は、比例・積分制御に代えて、比例・積分・微分制御(PID制御)を採用してもよい。
For example, the implementation apparatus uses proportional / integral control (PI control) as feedback control for controlling the fuel pressure (
更に、実施装置は、第1異常判定の判定条件(図7のステップ760)を1回満たした場合、減量弁15に異常があると判定するようになっている。しかし、本発明の異常判定装置は、同判定条件を複数回満たした場合に減量弁15に異常があると判定する、ように構成されてもよい。第2異常判定の判定条件(図8のステップ840)についても、同様である。
Furthermore, the implementation apparatus determines that there is an abnormality in the
更に、本発明の異常判定装置は、異常判定の実行が機関EGに及ぼす影響を出来る限り小さくする観点から、異常判定を実行する回数を制限してもよい。例えば、本発明の異常判定装置は、第2異常判定を、機関EGがアイドル運転(無負荷の状態において所定のアイドル回転数にて待機する運転)を行う毎に1回だけ実行するように、制限してもよい。更に、本発明の異常判定装置は、第2異常判定を、機関EGを搭載した車両が1回走行する毎に(即ち、或るアイドル運転が終了して車両が走行し始めてから、次のアイドル運転が開始されるまでの間に)1回だけ実行するように、制限してもよい。第1異常判定についても同様である。 Furthermore, the abnormality determination device of the present invention may limit the number of times that abnormality determination is performed from the viewpoint of minimizing the influence of execution of abnormality determination on the engine EG. For example, the abnormality determination device of the present invention performs the second abnormality determination only once every time the engine EG performs an idle operation (an operation that stands by at a predetermined idle speed in a no-load state). You may restrict. Furthermore, the abnormality determination device according to the present invention performs the second abnormality determination every time a vehicle equipped with the engine EG travels once (that is, after a certain idle operation ends and the vehicle starts traveling) It may be limited to be executed only once (before the operation is started). The same applies to the first abnormality determination.
更に、実施装置は、燃料噴射弁11が機関EGの気筒21内に燃料を直接噴射する(即ち、筒内噴射の)燃料システムに適用されている。しかし、本発明の異常判定装置は、機関EGの吸気ポート31に燃料を噴射する(即ち、ポート噴射の)燃料システムに適用されてもよい。更に、本発明の異常判定装置は、機関EGの気筒21および吸気ポート31の双方に燃料を噴射する(即ち、筒内噴射・ポート噴射併用型の)燃料システムに適用されてもよい。
Further, the execution device is applied to a fuel system in which the fuel injection valve 11 directly injects fuel into the
11…燃料噴射弁、13…フューエルポンプ、15…減量弁、16…燃圧センサ、81…電子制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Fuel injection valve, 13 ... Fuel pump, 15 ... Reduction valve, 16 ... Fuel pressure sensor, 81 ... Electronic control apparatus
Claims (4)
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。 An injection valve that injects fuel, a pump that discharges fuel to a supply path connected to the injection valve, and a reduction valve that is provided on the supply path, and injects all of the fuel discharged by the pump when the valve is closed A weight reduction applied to a fuel system having a reduction valve that supplies a part of the discharged fuel to the injection valve by discharging a predetermined amount of fuel from the supply path when the valve is opened and opening the valve. An abnormality determination device for a valve,
A control unit that gives an instruction to open or close the reducing valve, instructs the pump to discharge, and determines whether or not the reducing valve is abnormal;
The controller is
The required amount of fuel in the injection valve, the feedback amount in feedback control for controlling the fuel pressure that is the pressure of the fuel supplied to the injection valve, and the discharge amount when the instruction to the reduction valve is open And instructing the discharge amount to the pump so as to discharge the sum of the correction amount set to zero when the instruction to the reduction valve is closed, and
As a first abnormality determination, when the condition that the instructed discharge amount is equal to or greater than a threshold discharge amount when the instruction to the reduction valve is closed, the instruction to the reduction valve is opened. Determining whether or not the reduction valve is abnormal based on the difference between the feedback amount during the period and the feedback amount during the period when the instruction to the reduction valve is closed,
As the second abnormality determination, when the condition is satisfied, the reduction amount is determined based on the change in the fuel pressure when the instruction to the reduction valve is changed from the valve closing to the valve opening while the correction amount is maintained at zero. Determine if the valve is abnormal,
Abnormality judgment device for weight reduction valve.
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。 In the abnormality determination device according to claim 1,
The threshold discharge amount is an amount smaller by the discharge amount than the maximum discharge amount that can be instructed to the pump.
Abnormality judgment device for weight reduction valve.
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。 In the abnormality determination device according to claim 1 or 2,
The control unit is
In the first abnormality determination, the absolute value of the amount of change in the feedback amount when the instruction to the reduction valve is changed from valve closing to valve opening, and the instruction to the reduction valve is changed from valve opening to valve closing. When at least one of the absolute values of the amount of change in the feedback amount is equal to or greater than a first threshold, it is determined that the reduction valve is abnormal.
Abnormality judgment device for weight reduction valve.
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。
In the abnormality determination device according to any one of claims 1 to 3,
The control unit is
In the second abnormality determination, when the absolute value of the change amount of the fuel pressure when the instruction to the reduction valve is changed from the closed valve to the opened valve, it is determined that the reduction valve is abnormal. ,
Abnormality judgment device for weight loss valve
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