JPH0932617A - 火花点火式内燃機関 - Google Patents

火花点火式内燃機関

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JPH0932617A
JPH0932617A JP7177601A JP17760195A JPH0932617A JP H0932617 A JPH0932617 A JP H0932617A JP 7177601 A JP7177601 A JP 7177601A JP 17760195 A JP17760195 A JP 17760195A JP H0932617 A JPH0932617 A JP H0932617A
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fuel
pressure
abnormality
fuel pump
pump
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JP7177601A
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Akihiro Iiyama
明裕 飯山
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高圧燃料供給系に異常が発生しても、燃料を安
定供給できるようにする。 【解決手段】燃料噴射弁に燃料を供給する高圧燃料ポン
プと、この高圧燃料ポンプに燃料を供給する低圧燃料ポ
ンプとからなる構成において、前記高圧燃料ポンプ下流
側の燃料圧力Pを検出する(S1)。そして、この燃料
圧力Pが所定の許容範囲外である状態(S2)が所定時
間以上継続したときには(S3)、高圧燃料ポンプをバ
イパスする通路を開くと共に(S4)、低圧噴射に対応
すべく噴射パルス幅を増大補正する(S5)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は火花点火式内燃機関
に関し、詳しくは、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプと
を直列に設けて燃料を供給する構成の火花点火式内燃機
関に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプ
とを直列に設けて燃料を供給する構成の火花点火式内燃
機関としては、特開平4−339152号公報に開示さ
れるようなものがあった。このものは、燃焼室内に直接
燃料を噴射供給する燃料噴射弁に対して高圧燃料を供給
するための高圧燃料ポンプと、該高圧燃料ポンプに対し
て燃料タンク内の燃料を供給する低圧燃料ポンプとを備
えて構成される。
【0003】ここで、前記高圧燃料ポンプはベルトを介
して機関駆動される一方、低圧燃料ポンプはモータ駆動
される。また、特開平2−146239号公報には、前
記高圧燃料ポンプがモータ駆動される構成の火花点火式
機関の開示がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとを直列に配列し
て燃料を供給するシステムにおいて、高圧燃料ポンプの
吐出量の異常や、高圧レギュレータの開又は閉故障など
の高圧燃料供給系における異常が発生すると、燃料噴射
弁に供給される燃料圧力が正常でなくなるために、燃料
噴射弁から実際に噴射される燃料量が噴射パルス幅に対
応しなくなり、空燃比が変化して機関の運転性が悪化す
る惧れがあった。特に、燃料供給圧が大きく変動するよ
うな異常が発生すると、これによって空燃比が大きく変
動し、機関の運転安定性を大きく損ねる惧れがあった。
【0005】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとを直列に配列
して燃料を供給するシステムにおいて、特に高圧燃料供
給系における異常発生時に機関の運転性が大きく悪化す
ることを回避できるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのため請求項1の発明
にかかる火花点火式内燃機関は、燃料噴射弁に燃料を供
給する高圧燃料ポンプと、該高圧燃料ポンプに燃料を供
給する低圧燃料ポンプとを備えた火花点火式内燃機関で
あって、図1に示すように構成される。図1において、
バイパス通路は、前記高圧燃料ポンプをバイパスする燃
料通路であり、弁機構は該バイパス通路を開閉する。
【0007】また、異常診断手段は、高圧燃料ポンプを
含む高圧燃料供給系における異常の有無を判断する。そ
して、バイパス制御手段は、異常診断手段により異常発
生が判定されたときに、前記弁機構を開制御する。かか
る構成によると、高圧燃料ポンプを含む高圧燃料供給系
に異常が発生して、燃料噴射弁に対して所期圧で燃料を
安定的に供給することができなくなったときには、高圧
燃料ポンプをバイパスさせて燃料を燃料噴射弁に供給さ
せるようにして、低圧燃料ポンプによる低圧噴射状態に
安定させる。
【0008】また、請求項2の発明にかかる火花点火式
内燃機関では、図2に示すように、請求項1記載の発明
の構成に加えて、前記バイパス制御手段により弁機構が
開制御されたときに、燃料噴射弁に出力される噴射パル
ス幅を、前記低圧燃料ポンプによる燃料供給圧に対応す
べく増大補正するパルス幅補正手段を設ける構成とし
た。
【0009】かかる構成によると、高圧燃料ポンプをバ
イパスさせる異常発生時に、噴射パルス幅を増大補正し
て、所期圧よりも燃料圧力が低下することによって燃料
噴射量が減少することを防止する。請求項3の発明にか
かる火花点火式内燃機関では、前記異常診断手段が、前
記高圧燃料ポンプ下流側における燃料圧力を検出する燃
圧検出手段を含んで構成され、該燃圧検出手段で検出さ
れる燃料圧力に基づいて異常の有無を診断する構成とし
た。
【0010】かかる構成によると、高圧燃料ポンプ下流
側における燃料圧力を検出して、燃料圧力の異常を確実
に診断する。請求項4の発明にかかる火花点火式内燃機
関では、前記異常診断手段が、前記高圧燃料ポンプの駆
動トルクを検出する駆動トルク検出手段を含んで構成さ
れ、該駆動トルク検出手段で検出される駆動トルクに基
づいて異常の有無を診断する構成とした。
【0011】かかる構成によると、高圧燃料ポンプの駆
動トルクを検出して、高圧燃料ポンプの焼き付きなどの
異常に対して対応できるようにした。請求項5の発明に
かかる火花点火式内燃機関では、前記異常診断手段が、
機関吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段を含
んで構成され、該空燃比検出手段で検出される空燃比に
基づいて異常の有無を診断する構成とした。
【0012】かかる構成によると、燃料噴射弁に対する
燃料供給圧が変化すると、噴射パルス幅に対して実際に
噴射供給される燃料量が変化して空燃比が変化するの
で、空燃比に基づいて前記燃料供給圧の異常を間接的に
診断する。請求項6の発明にかかる火花点火式内燃機関
では、請求項5記載の発明において、前記異常診断手段
が、空燃比検出手段が検出された空燃比と、噴射パルス
幅と機関吸入空気量とから求めた指示空燃比との差に基
づいて異常の有無を診断する構成とした。
【0013】かかる構成によると、実際の空燃比と、噴
射パルス幅に基づいて期待される空燃比との差に基づい
て、燃料供給圧の変化による噴射量の変動を高精度に検
知する。請求項7の発明にかかる火花点火式内燃機関で
は、前記高圧燃料ポンプが電気モータによって駆動され
る構成であり、前記異常診断手段が前記電気モータの駆
動電圧と駆動電流との少なくとも一方に基づいて異常の
有無を診断する構成とした。
【0014】かかる構成によると、高圧燃料ポンプが電
気モータによって駆動される構成において、前記モータ
の駆動電圧又は駆動電流の異常によって、高圧燃料ポン
プが所期の回転速度で駆動されなくなっている異常状態
を診断する。請求項8の発明にかかる火花点火式内燃機
関では、前記異常診断手段が、前記高圧燃料ポンプの回
転速度を検出するポンプ回転速度検出手段を含んで構成
され、該ポンプ回転速度検出手段で検出される高圧燃料
ポンプの回転速度に基づいて異常の有無を診断する構成
とした。
【0015】かかる構成によると、高圧燃料ポンプが電
気モータで駆動される場合のモータの異常や、機関駆動
される場合のベルトやギヤなどの駆動力伝達機構の異常
や、更に、高圧燃料ポンプ自体の異常などによって、高
圧燃料ポンプの回転速度が異常になり、高圧燃料ポンプ
の吐出量異常が発生している状態を診断する。請求項9
の発明にかかる火花点火式内燃機関では、前記異常診断
手段が、異常診断の判断対象であるパラメータの値が所
定の許容範囲外である状態が所定時間以上継続したとき
にのみ、異常発生を判定する構成とした。
【0016】かかる構成によると、燃料圧力等の異常診
断に用いるパラメータが、所定の許容範囲外である状態
が所定時間以上継続したときにのみ異常発生を診断する
構成とし、正常時に瞬間的に異常値を示すようなことが
あっても、これに基づいて高圧燃料供給系の異常が誤診
断されることを回避する。請求項10の発明にかかる火花
点火式内燃機関では、前記高圧燃料ポンプが機関駆動さ
れるポンプであって、駆動力がベルトによって伝達され
る構成であり、前記異常診断手段が、前記ベルトの破断
を検出するベルト破断検出手段を含んで構成され、該ベ
ルト破断検出手段で前記ベルトの破断が検出されたとき
に異常発生を判定する構成とした。
【0017】かかる構成によると、機関からの駆動力が
ベルトを介して伝達される高圧燃料ポンプにおいて、前
記ベルトの破断によって高圧燃料ポンプを駆動すること
が不能になった場合に、これに対応してバイパス制御が
実行されることになる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図3は、第1実施形態の火花点火式内燃機関のシ
ステム構成図である。この図3において、火花点火式内
燃機関1には、各気筒の燃焼室内に臨ませて燃料噴射弁
2が設けられている。尚、燃料噴射弁2は吸気通路内に
燃料を噴射供給するものであっても良い。
【0019】前記燃料噴射弁2は、コントロールユニッ
ト3から送られる噴射パルス信号(通電制御信号)に応
じて開弁制御される。前記燃料噴射弁2は、コモンレー
ル4から分配管5を介して燃料が分配供給されるように
なっており、前記コモンレール4には、高圧燃料ポンプ
6から圧送され、高圧用レギュレータ7で所定高圧に調
整された燃料が燃料通路8を介して供給される。従っ
て、前記噴射パルス信号のパルス幅(噴射パルス幅)に
よって、燃料噴射弁2からの燃料噴射量が調整されるよ
うになっている。
【0020】一方、前記高圧燃料ポンプ6には、低圧燃
料ポンプ9によって燃料タンク10からの吸い込まれた燃
料が低圧用レギュレータ11によって所定低圧に調整され
て供給される。前記レギュレータ11は、燃料圧力が所定
圧以上になると燃料タンク9へのリターン通路11aを開
いて燃料を戻すことで、燃料圧力を一定圧に調整するも
のであり、レギュレータ7は、燃料圧力が所定圧以上に
なるとリターン通路7aを開いて燃料を、低圧燃料ポン
プ9及び低圧用レギュレータ11に戻すことで、燃料圧力
を一定圧に調整するものである。
【0021】また、前記高圧燃料ポンプ6をバイパスし
て燃料を燃料噴射弁2に供給するためのバイパス通路12
が設けられ、該バイパス通路12には、該バイパス通路12
を開閉するための電磁弁(弁機構)13が設けられてい
る。前記電磁弁13は常閉型の電磁弁であり、コントロー
ルユニット3による通電制御によって選択的に開制御さ
れる。
【0022】前記高圧燃料ポンプ6の上下流それぞれ、
及び、低圧燃料ポンプ9の吸込側には、燃料抜け防止を
兼ねる逆止弁14a〜14cが介装されている。尚、前記バ
イパス通路12は、逆止弁14a,高圧燃料ポンプ6,逆止
弁14bをバイパスするように構成されている。前記高圧
燃料ポンプ6は、ベルトやギヤなどによって機関から駆
動力が伝達されて動作する機関駆動のポンプ(例えばプ
ランジャポンプ)であっても良いし、また、モータ駆動
されるポンプであっても良く、以下、特に指定しない場
合は他の実施形態においても同様とする。一方、前記低
圧燃料ポンプ9は、モータによって駆動されるポンプで
ある。
【0023】前記コントロールユニット3には、前記コ
モンレール4内の燃料圧力を検出する燃圧センサ(燃圧
検出手段)21からの検出信号が入力されるようになって
おり、図4のフローチャートに示すようにして、前記燃
圧センサ21の検出結果に基づいて高圧燃料供給系の異常
診断を行うと共に、異常発生時には所定のフエイルセー
フ制御を実行する。
【0024】尚、第1実施形態において異常診断手段,
パルス幅補正手段,バイパス制御手段としての機能は、
図4のフローチャートに示すように、コントロールユニ
ット3がソフトウェア的に備えており、後述する実施形
態においても同様であるものとする。また、前記高圧燃
料供給系とは、図3に示す高圧燃料ポンプ6,高圧レギ
ュレータ7,逆止弁14a,14bの他、図示しないアキュ
ムレータ等が含まれるものとする。
【0025】図4のフローチャートにおいて、S1で
は、前記燃圧センサ21で検出された燃料圧力Pを読み込
む。S2では、前記読み込んだ燃料圧力Pが、正常時に
対応する許容範囲(予め設定された許容最大値Pmax と
許容最小値Pmin で挟まれる圧力範囲) 内であるか否か
を判別する。
【0026】許容範囲外であるときには、S3へ進み、
許容範囲外である状態が所定時間以上継続しているか否
かを判別する。燃料圧力Pが許容範囲外である状態が所
定時間以上継続している場合には、S4へ進み、前記電
磁弁13を開制御すると共に、S5では、バイパス通路12
が開かれて低圧燃料ポンプ9による供給圧で燃料が燃料
噴射弁2に供給される状態に対応すべく、噴射パルス幅
の増大補正を実行する。
【0027】通常の噴射パルス幅は、高圧燃料ポンプ6
による高圧の燃料供給に対応すべく演算されるので、実
際の燃料供給圧が低下すると、単位時間当たりの噴射量
が減少することによって、同じ噴射パルス幅を与えたの
では、所期の燃料量を機関1に噴射供給することができ
ない。本実施形態の場合、バイパス通路12を開いたこと
で、燃圧は、高圧レギュレータ7による所期圧ではな
く、低圧レギュレータ11による調整圧に低下して安定す
るから、高圧レギュレータ7の調整圧と低圧レギュレー
タ11による調整圧との比に対応する補正係数を、所期の
高圧に対応して演算された噴射パルス幅に乗算して、噴
射パルス幅の増大補正を図れば、高圧噴射による燃料の
微粒化等は望めないものの、要求燃料量を噴射供給させ
ることが可能となる。
【0028】一方、S2で燃料圧力Pが許容範囲内であ
ると判別されたときや、S3で許容範囲外である状態が
所定時間以上継続していないと判別されたときには、S
6へ進んで、電磁弁13を閉状態に保持し、S7で、高圧
燃料に対応する通常の噴射パルス幅での噴射制御を行わ
せる。かかる構成によると、高圧燃料ポンプ6における
リークの増加,アキュムレータの故障,高圧レギュレー
タの故障などによって、燃料噴射弁2に供給される燃料
の圧力が低下又は増大したときに、バイパス通路12を開
くことで、燃料噴射弁2に対する燃料供給圧を、低圧燃
料ポンプ9及び低圧レギュレータ11による供給圧に安定
させることができ、更に、かかる低圧での燃料供給に対
応すべく噴射パルス幅を増大補正するので、所期の高圧
で燃料を供給させることができない高圧燃料供給系の異
常が発生しても、機関に要求量の燃料を安定的に噴射供
給させることができ、空燃比の変動による運転性の悪化
を回避できる。
【0029】図5は、第2実施形態のシステム構成図で
ある。この図5は、前記第1実施形態に対応する図3に
対して、燃圧センサ21に代えて、高圧燃料ポンプ6の駆
動トルクを検出する駆動トルクセンサ22(駆動トルク検
出手段)を設けてある点のみが異なる。そして、第2実
施形態では、図6のフローチャートに示すようにして、
異常診断及びフェイルセーフ制御が実行される。
【0030】図6のフローチャートにおいて、S11で
は、前記駆動トルクセンサ22で検出された駆動トルクT
を読み込む。S12では、前記読み込んだ駆動トルクT
が、正常時に対応する許容範囲内であるか否かを判別す
る。許容範囲外であるときには、S13へ進み、許容範囲
外である状態が所定時間以上継続しているか否かを判別
する。
【0031】駆動トルクTが許容範囲外である状態が所
定時間以上継続している場合には、S14へ進み、前記電
磁弁13を開制御すると共に、S15では、バイパス通路12
が開かれて低圧燃料ポンプ9による供給圧で燃料が燃料
噴射弁2に供給される状態に対応すべく、噴射パルス幅
の増大補正を実行する。一方、S12で駆動トルクTが許
容範囲内であると判別されたときや、S13で許容範囲外
である状態が所定時間以上継続していないと判別された
ときには、S16へ進んで、電磁弁13を閉状態に保持し、
S17で、高圧燃料に対応する通常の噴射パルス幅での噴
射制御を行わせる。
【0032】かかる構成によると、例えば高圧燃料ポン
プ6の潤滑部分の焼きつきが生じようとしているとき
に、これを駆動トルクTの変化に基づいて予見して、バ
イパス通路12を開くことができ、焼きつきを未然に防止
できると共に、バイパスさせたときに噴射パルス幅を補
正するので、機関に要求量の燃料を供給して運転性の悪
化を回避できる。
【0033】図7は、第3実施形態のシステム構成図で
ある。この図7は、前記第1実施形態に対応する図3に
対して、燃圧センサ21に代えて、機関吸入混合気の空燃
比と密接な関係にある排気中の酸素濃度を検出すること
で、機関吸入混合気の空燃比を広域に検出する空燃比セ
ンサ23(空燃比検出手段)を、排気通路24に設けてあ
る。また、図7においては、機関回転速度を検出する回
転速度センサ25,機関の吸入空気流量Qを検出するエア
フローメータ26を示してある。
【0034】そして、第3実施形態では、図8のフロー
チャートに示すようにして、異常診断及びフェイルセー
フ制御が実行される。図8のフローチャートにおいて、
まず、S21では、空燃比センサ23からの検出信号に基づ
いて機関吸入混合気の実際の空燃比を検出する。S22で
は、現在の噴射パルス幅で所期の燃圧のときに得られる
燃料量と、機関回転速度と吸入空気流量Qとに基づいて
算出されるシリンダ吸入空気量とに基づいて、指示空燃
比(所期の燃圧に調整されている場合に得られると予測
される空燃比)を算出する。
【0035】S23では、前記実際の空燃比と指示空燃比
との差の絶対値ΔA/Fを算出する。S24では、前記空
燃比差ΔA/Fが所定値以上であるか否かを判別する。
前記空燃比差ΔA/Fが所定値以上である場合には、空
燃比のリーン又はリッチ変化が一時的でないことを確認
すべく、S25へ進んで、空燃比差ΔA/Fが所定値以上
である状態が所定時間以上継続しているか否かを判別す
る。
【0036】空燃比差ΔA/Fが所定値以上である状態
が所定時間以上継続している場合には、高圧燃料ポンプ
6の吐出量の低下や高圧レギュレータ7などの高圧燃料
供給系における異常によって、噴射パルス幅に対応して
期待される燃料量が実際には燃料噴射弁2から噴射され
ていないものと判断する。そして、この場合には、S26
へ進んで、電磁弁13を開制御すると共に、S27では、バ
イパス通路12が開かれた状態での低圧噴射に対応するた
めの噴射パルス幅の増大補正を行い、少なくとも指示空
燃比の混合気形成に必要とされる燃料が噴射供給される
ようにする。
【0037】一方、S24で空燃比差ΔA/Fが所定値未
満であると判別されたとき、又は、S25で空燃比差ΔA
/Fが所定値以上である状態が所定時間以上継続してい
ないと判別されたときには、高圧燃料供給系に特に異常
はないものと判断し、S28で電磁弁13を閉状態に保持
し、S29では、所期の高圧燃料供給状態に対応して演算
される噴射パルス幅で噴射制御を実行する。
【0038】かかる構成によると、高圧燃料ポンプ6や
高圧レギュレータ7の故障により燃圧が異常になった場
合でも、バイパス制御によって低圧燃料ポンプ9による
供給圧に安定させることができ、かつ、目標空燃比相当
の燃料を噴射供給させることが可能になる。尚、前記空
燃比センサ23の検出結果に基づいて実際の空燃比を目標
空燃比に近づけるように噴射パルス幅を補正する所謂空
燃比フィードバック制御が行われる場合には、噴射パル
ス幅の補正値に基づいてベース空燃比のずれを検出し、
所定以上にベース空燃比がずれている場合には、高圧燃
料供給系の異常により燃料噴射弁2に供給される燃料の
圧力が所期圧からずれているものと判断し、電磁弁13の
開制御及び低圧噴射用の噴射パルス幅の補正を行う構成
としても良い。
【0039】図9は、第4実施形態のシステム構成図で
ある。この図9においては、高圧燃料ポンプ6は、図示
しないベルトを介して機関の駆動力が伝達される機関駆
動ポンプであるものとする。また、図9においては、前
記第1実施形態に対応する図3に対して、燃圧センサ21
に代えて、前記ベルトの破断を検出する破断センサ27
(ベルト破断検出手段)を設けてある。
【0040】前記破断センサ27は、例えばベルトがプー
リ間に巻掛されているか否かを検出するセンサであり、
具体的には、ベルトによって光が遮られることでベルト
の有無を検出するセンサや、ベルトに機械的に接触して
その有無を検出するセンサを用いれば良い。そして、第
4実施形態では、図10のフローチャートに示すようにし
て、異常診断及びフェイルセーフ制御が実行される。
【0041】図10のフローチャートにおいて、S31で
は、前記破断センサ27の検出結果を読み込む。そして、
S32では、前記破断センサ27の検出結果から、高圧燃料
ポンプ6への駆動力伝達に用いられるベルトの破断(破
断による喪失)を判別する。ここで、ベルトの破断が判
定された場合には、高圧燃料ポンプ6への駆動力伝達が
行われずにポンプが停止し、所期の高圧燃料を燃料噴射
弁2に供給できない状態であると推定されるので、S33
へ進んで電磁弁13を開制御することで、高圧燃料ポンプ
6をバイパスさせて燃料供給が行われるようにし、更
に、S34では、かかる低圧噴射状態に対応すべく噴射パ
ルス幅の増大補正を行う。
【0042】一方、S32で、ベルトの破断がないと判定
されたときには、S35で電磁弁13を閉状態に保持し、S
36では、通常の噴射パルス幅による制御を行わせる。か
かる構成によれば、ベルトの破断によって、高圧燃料ポ
ンプ6を機関駆動することができない状態になっても、
直ちに低圧噴射制御に切り換えられるので、高圧燃料ポ
ンプ6の影響を排除して機関に対して要求量の燃料を安
定的に供給し続けることが可能となる。
【0043】図11は、第5実施形態のシステム構成図で
ある。この図11においては、高圧燃料ポンプ6は、モー
タによって駆動されるポンプであるものとする。また、
図11においては、前記第1実施形態に対応する図3に対
して、燃圧センサ21を省略してある一方、前記高圧燃料
ポンプ6を駆動するモータの駆動電圧又は電流をコント
ロールユニット3がモニタできるようにしてある。
【0044】そして、第5実施形態では、図12のフロー
チャートに示すようにして、異常診断及びフェイルセー
フ制御が実行される。図12のフローチャートにおいて、
まず、S41では、高圧燃料ポンプ6を駆動するモータの
駆動電圧Vを読み込む。S42では、前記駆動電圧Vが、
正常時に対応する許容範囲内であるか否かを判別する。
【0045】許容範囲外であるときには、S43へ進み、
許容範囲外である状態が所定時間以上継続しているか否
かを判別する。駆動電圧Vが許容範囲外である状態が所
定時間以上継続している場合には、S44へ進み、前記電
磁弁13を開制御すると共に、S45では、バイパス通路12
が開かれて低圧燃料ポンプ9による供給圧で燃料が燃料
噴射弁2に供給される状態に対応すべく、噴射パルス幅
の増大補正を実行する。
【0046】一方、S42で駆動電圧Vが許容範囲内であ
ると判別されたときや、S43で許容範囲外である状態が
所定時間以上継続していないと判別されたときには、S
46へ進んで、電磁弁13を閉状態に保持し、S47で、高圧
燃料に対応する通常の噴射パルス幅での噴射制御を行わ
せる。かかる構成によると、高圧燃料ポンプ6を駆動す
るモータの電源電圧が低下したり、モータ駆動回路に断
線などが生じ、高圧燃料ポンプ6を所期状態で駆動する
ことができなくなっても、低圧噴射状態に切り換えて燃
圧を安定させた上で、要求量の燃料を供給することがで
きる。
【0047】尚、上記図12のフローチャートにおいて、
駆動電圧Vに代えて、高圧燃料ポンプ6の駆動用モータ
における電流を判定させる構成としても良い。図13は、
第6実施形態のシステム構成図である。この図13におい
ては、前記第1実施形態に対応する図3の燃圧センサ21
に代えて、高圧燃料ポンプ6の回転速度を検出するポン
プ回転速度センサ28(ポンプ回転速度検出手段)を設け
てある。
【0048】そして、第6実施形態では、図14のフロー
チャートに示すようにして、異常診断及びフェイルセー
フ制御が実行される。図14のフローチャートにおいて、
まず、S51では、前記ポンプ回転速度センサ28で検出さ
れた高圧燃料ポンプ6の回転速度Npを読み込む。S52
では、前記回転速度Npが、正常時に対応する許容範囲
内であるか否かを判別する。
【0049】許容範囲外であるときには、S53へ進み、
許容範囲外である状態が所定時間以上継続しているか否
かを判別する。回転速度Npが許容範囲外である状態が
所定時間以上継続している場合には、S54へ進み、前記
電磁弁13を開制御すると共に、S55では、バイパス通路
12が開かれて低圧燃料ポンプ9による供給圧で燃料が燃
料噴射弁2に供給される状態に対応すべく、噴射パルス
幅の増大補正を実行する。
【0050】一方、S52で回転速度Npが許容範囲内で
あると判別されたときや、S53で許容範囲外である状態
が所定時間以上継続していないと判別されたときには、
S56へ進んで、電磁弁13を閉状態に保持し、S57で、高
圧燃料に対応する通常の噴射パルス幅での噴射制御を行
わせる。かかる構成によると、高圧燃料ポンプ6がモー
タ駆動される場合のモータ故障,モータ通電回路の異
常,電源電圧の低下などによるポンプ回転速度の低下の
他、駆動源の有無を問わずに駆動力伝達機構(ベルトや
歯車)の異常、更に、高圧燃料ポンプ6自体の故障によ
るポンプ回転速度の低下を診断でき、以て、これらの高
圧燃料供給系における異常発生時においても、燃圧を安
定させた上で、機関に対して要求量の燃料を供給するこ
とができる。
【0051】尚、上記各実施形態では、高圧燃料供給系
における異常発生時には、高圧燃料ポンプ6をバイパス
させておいて噴射パルス幅を補正したが、噴射パルス幅
の補正を行わない構成であっても良い。この場合、要求
燃料量を確保することはできなくなるが、高圧燃料供給
系の異常によって、燃料噴射弁に対する燃料供給圧が大
きく変動することが回避でき、少なくとも、噴射パルス
幅に対する燃料噴射量を安定させて機関の運転安定性を
維持できる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明にか
かる火花点火式内燃機関によると、高圧燃料ポンプを含
む高圧燃料供給系に異常が発生して、燃料噴射弁に対し
て所期圧で燃料を安定的に供給することができなくなっ
たときに、高圧燃料ポンプをバイパスさせて燃料噴射弁
に燃料を供給させるようにしたので、低圧燃料ポンプに
よる低圧噴射状態に安定させることができ、機関の運転
安定性を維持できるという効果がある。
【0053】請求項2の発明にかかる火花点火式内燃機
関によると、高圧燃料ポンプをバイパスさせる異常発生
時に、該低圧噴射状態に対応すべく噴射パルス幅を増大
補正するので、異常発生時にも略要求量の燃料を噴射供
給させることができるという効果がある。請求項3の発
明にかかる火花点火式内燃機関によると、高圧燃料ポン
プ下流側における燃料圧力を検出することで、燃料圧力
の異常を確実に診断し、バイパス制御を実行させること
ができるという効果がある。
【0054】請求項4の発明にかかる火花点火式内燃機
関によると、高圧燃料ポンプの駆動トルクを検出するこ
とで、高圧燃料ポンプの焼き付きなどの異常を診断し
て、バイパス制御を実行させることができるという効果
がある。請求項5の発明にかかる火花点火式内燃機関に
よると、燃料噴射弁に対する燃料供給圧が変化すると、
噴射パルス幅に対して実際に噴射供給される燃料量が変
化して空燃比が変化するので、空燃比に基づいて前記燃
料供給圧の異常を間接的に診断して、バイパス制御を実
行させることができるという効果がある。
【0055】請求項6の発明にかかる火花点火式内燃機
関によると、実際の空燃比と、噴射パルス幅に基づいて
期待される空燃比との差に基づいて、燃料供給圧の変化
による噴射量の変動を高精度に診断できるという効果が
ある。請求項7の発明にかかる火花点火式内燃機関によ
ると、高圧燃料ポンプが電気モータによって駆動される
構成において、前記モータの駆動電圧又は駆動電流の異
常によって、高圧燃料ポンプが所期の回転速度で駆動さ
れなくなっている異常状態を診断して、バイパス制御を
実行させることができるという効果がある。
【0056】請求項8の発明にかかる火花点火式内燃機
関によると、高圧燃料ポンプが電気モータで駆動される
場合のモータの異常や、機関駆動される場合のベルトや
ギヤなどの駆動力伝達機構の異常や、更に、高圧燃料ポ
ンプ自体の異常などによって、高圧燃料ポンプの回転速
度が異常になり、高圧燃料ポンプの吐出量異常が発生し
ている状態を診断して、バイパス制御を実行させること
ができるという効果がある。
【0057】請求項9の発明にかかる火花点火式内燃機
関によると、異常診断用のパラメータが、正常時に瞬間
的に異常値を示すようなことがあっても、これに基づい
て高圧燃料供給系の異常が誤診断されることを回避でき
るという効果がある。請求項10の発明にかかる火花点火
式内燃機関によると、機関からの駆動力がベルトを介し
て伝達される高圧燃料ポンプにおいて、前記ベルトの破
断によって高圧燃料ポンプを駆動することが不能になっ
た場合に、これに対応してバイパス制御を実行させるこ
とができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明の基本構成ブロック図。
【図2】請求項2記載の発明の基本構成ブロック図。
【図3】第1実施形態のシステム構成図。
【図4】第1実施形態の制御内容を示すフローチャー
ト。
【図5】第2実施形態のシステム構成図。
【図6】第2実施形態の制御内容を示すフローチャー
ト。
【図7】第3実施形態のシステム構成図。
【図8】第3実施形態の制御内容を示すフローチャー
ト。
【図9】第4実施形態のシステム構成図。
【図10】第4実施形態の制御内容を示すフローチャー
ト。
【図11】第5実施形態のシステム構成図。
【図12】第5実施形態の制御内容を示すフローチャー
ト。
【図13】第6実施形態のシステム構成図。
【図14】第6実施形態の制御内容を示すフローチャー
ト。
【符号の説明】
1 火花点火式内燃機関 2 燃料噴射弁 3 コントロールユニット 4 コモンレール 5 分配管 6 高圧燃料ポンプ 7 高圧レギュレータ 8 燃料通路 9 低圧燃料ポンプ 10 燃料タンク 11 低圧レギュレータ 12 バイパス通路 13 電磁弁(弁機構) 14a〜14c 逆止弁 21 燃圧センサ 22 駆動トルクセンサ 23 空燃比センサ 27 破断センサ 28 ポンプ回転速度センサ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料噴射弁に燃料を供給する高圧燃料ポン
    プと、該高圧燃料ポンプに燃料を供給する低圧燃料ポン
    プとを備えた火花点火式内燃機関において、 前記高圧燃料ポンプをバイパスするバイパス通路と、 該バイパス通路を開閉する弁機構と、 前記高圧燃料ポンプを含む高圧燃料供給系における異常
    の有無を判断する異常診断手段と、 該異常診断手段により異常発生が判定されたときに、前
    記弁機構を開制御するバイパス制御手段と、 を含んで構成されることを特徴とする火花点火式内燃機
    関。
  2. 【請求項2】前記バイパス制御手段により弁機構が開制
    御されたときに、燃料噴射弁に出力される噴射パルス幅
    を、前記低圧燃料ポンプによる燃料供給圧に対応すべく
    増大補正するパルス幅補正手段を設けたことを特徴とす
    る請求項1記載の火花点火式内燃機関。
  3. 【請求項3】前記異常診断手段が、前記高圧燃料ポンプ
    下流側における燃料圧力を検出する燃圧検出手段を含ん
    で構成され、該燃圧検出手段で検出される燃料圧力に基
    づいて異常の有無を診断することを特徴とする請求項1
    又は2に記載の火花点火式内燃機関。
  4. 【請求項4】前記異常診断手段が、前記高圧燃料ポンプ
    の駆動トルクを検出する駆動トルク検出手段を含んで構
    成され、該駆動トルク検出手段で検出される駆動トルク
    に基づいて異常の有無を診断することを特徴とする請求
    項1又は2に記載の火花点火式内燃機関。
  5. 【請求項5】前記異常診断手段が、機関吸入混合気の空
    燃比を検出する空燃比検出手段を含んで構成され、該空
    燃比検出手段で検出される空燃比に基づいて異常の有無
    を診断することを特徴とする請求項1又は2に記載の火
    花点火式内燃機関。
  6. 【請求項6】前記異常診断手段が、前記空燃比検出手段
    が検出された空燃比と、噴射パルス幅と機関吸入空気量
    とから求めた指示空燃比との差に基づいて異常の有無を
    診断することを特徴とする請求項5記載の火花点火式内
    燃機関。
  7. 【請求項7】前記高圧燃料ポンプが電気モータによって
    駆動される構成であり、前記異常診断手段が前記電気モ
    ータの駆動電圧と駆動電流との少なくとも一方に基づい
    て異常の有無を診断することを特徴とする請求項1又は
    2に記載の火花点火式内燃機関。
  8. 【請求項8】前記異常診断手段が、前記高圧燃料ポンプ
    の回転速度を検出するポンプ回転速度検出手段を含んで
    構成され、該ポンプ回転速度検出手段で検出される高圧
    燃料ポンプの回転速度に基づいて異常の有無を診断する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の火花点火式内
    燃機関。
  9. 【請求項9】前記異常診断手段が、異常診断の判断対象
    であるパラメータの値が所定の許容範囲外である状態が
    所定時間以上継続したときにのみ、異常発生を判定する
    ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の
    火花点火式内燃機関。
  10. 【請求項10】前記高圧燃料ポンプが機関駆動されるポン
    プであって、駆動力がベルトによって伝達される構成で
    あり、前記異常診断手段が、前記ベルトの破断を検出す
    るベルト破断検出手段を含んで構成され、該ベルト破断
    検出手段で前記ベルトの破断が検出されたときに異常発
    生を判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の
    火花点火式内燃機関。
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