JP2005163755A - Fault detection device for injector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インジェクタの不具合検出装置に関し、特に、ガス燃料用内燃機関に用いられるインジェクタのインジェクタバルブの固着による噴射特性に関する不具合を検出する装置に関する。 The present invention relates to an injector malfunction detection device, and more particularly to an apparatus for detecting malfunctions related to injection characteristics due to the fixation of an injector valve of an injector used in an internal combustion engine for gas fuel.
近年、ガソリンや軽油に代わる自動車の燃料として、天然ガス、水素、LPGのようなガスが使用されている。天然ガスは、燃料のエネルギー密度が低いため、高圧で燃料タンクに貯蔵され、この加圧された圧縮天然ガス(CNG)をエンジンに供給する場合、燃料インジェクタが用いられる。 In recent years, gases such as natural gas, hydrogen, and LPG have been used as automobile fuels in place of gasoline and light oil. Natural gas is stored in a fuel tank at high pressure because the energy density of the fuel is low, and a fuel injector is used to supply this compressed compressed natural gas (CNG) to the engine.
インジェクタ装置は、電子制御によってインジェクタの電磁コイルに電流を流し、磁力によってインジェクタバルブを動かしてインジェクションノズルとの間に隙間を形成して燃料を噴射させるようにしている。図11に示すように、インジェクタバルブにおいては、電磁コイルaに端子bを通じて通電すると、可動鉄心cが上方に吸引され、バルブdが上方に移動してバルブシートeから離れると、噴射口fから噴射される。 In the injector device, an electric current is supplied to an electromagnetic coil of the injector by electronic control, and an injector valve is moved by a magnetic force to form a gap with an injection nozzle to inject fuel. As shown in FIG. 11, in the injector valve, when the electromagnetic coil a is energized through the terminal b, the movable iron core c is attracted upward, and when the valve d moves upward and separates from the valve seat e, the injection port f Be injected.
ガス燃料エンジンでは、特に暖機完了前のような低温時において、インジェクタに付着した燃料中のオイル等の影響によって、インジェクタの噴射特性(燃料の噴射量等)が変化する。これによって、燃焼変動が生じてアイドルラフ(エンジン回転数の変動の増大)等を起こす場合がある。 In a gas fuel engine, particularly at the time of low temperature before completion of warm-up, the injection characteristics (fuel injection amount, etc.) of the injector change due to the influence of oil or the like in the fuel adhering to the injector. As a result, combustion fluctuations may occur, causing idle roughing (increasing fluctuations in engine speed) and the like.
CNG、水素のようにコンプレッサを通して燃料が供給されるものには、コンプレッサの潤滑油が混入し、また、LPGの場合には、重質分が燃料中に存在する。これらがインジェクタのシール部、摺動部等に付着すると、低温時には、粘性が高くなるため、インジェクタのバルブの閉弁、開弁遅れ等が変わり、インジェクタの噴射特性の変化が起こる。 When the fuel is supplied through the compressor, such as CNG or hydrogen, the lubricating oil of the compressor is mixed. In the case of LPG, heavy components are present in the fuel. If these adhere to the seal part, the sliding part, etc. of the injector, the viscosity becomes high at low temperatures, so that the valve closing and opening delays of the injector valve change, and the injector injection characteristics change.
特開2001−65395号公報(特許文献1)には、ガス燃料用内燃機関に用いられるインジェクタバルブの制御方法に関する技術として、以下の技術が開示されている。インジェクタバルブ駆動開始前又は開始時のタイミングのデリバリガス圧力とバルブ駆動開始後のデリバリガス圧力を検出し、検出されたガス圧力の差を算出する。そして、このガス圧力の差が所定値より小さい場合にインジェクタバルブが固着していると判断する。また、バルブ駆動開始のタイミング時のデリバリガス圧力に対するバルブ駆動開始後のデリバリガス圧力の低下率を算出し、この低下率が所定率より小さい場合にはインジェクタバルブが固着していると判断する。インジェクタバルブが固着していると判断された場合、バルブを駆動するためインジェクタに通電する時間を延長する。 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-65395 (Patent Document 1) discloses the following technique as a technique related to a method for controlling an injector valve used in an internal combustion engine for gas fuel. A delivery gas pressure before or at the start of injector valve driving and a delivery gas pressure after starting the valve driving are detected, and a difference between the detected gas pressures is calculated. When the difference in gas pressure is smaller than a predetermined value, it is determined that the injector valve is fixed. Further, the rate of decrease in the delivery gas pressure after the start of the valve drive with respect to the delivery gas pressure at the timing of the valve drive start is calculated, and when this rate of decrease is smaller than a predetermined rate, it is determined that the injector valve is fixed. When it is determined that the injector valve is fixed, the time for energizing the injector is extended to drive the valve.
また、特開2000−282905号(特許文献2)には、気体燃料用内燃機関に用いられる燃料噴射弁制御装置において、噴射弁固着剥がしを行う技術として、以下の技術が開示されている。燃料噴射装置の燃料噴射弁を電磁的に開閉制御するようにした燃料噴射弁制御装置において、エンジンの冷却水の温度、又はガス燃料の圧力、あるいは両者を検出し、エンジン始動時に前記検出された温度、又は圧力、あるいはその両者に基づいて昇圧駆動により燃料噴射弁を駆動させる回数を算出し、算出された回数だけ燃料噴射弁を昇圧駆動させる。さらに、エンジンの停止時に燃料遮断弁が閉じてからエンジンが停止するまでの時間を算出して記憶しておき、エンジン始動時にこの時間に基づいて昇圧駆動回数を調整する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-282905 (Patent Document 2) discloses the following technique as a technique for performing injection valve fixing peeling in a fuel injection valve control device used in an internal combustion engine for gaseous fuel. In a fuel injection valve control device that electromagnetically controls opening and closing of a fuel injection valve of a fuel injection device, the temperature of engine cooling water or the pressure of gas fuel or both are detected and detected at the start of the engine Based on the temperature and / or pressure, the number of times the fuel injection valve is driven by the boost driving is calculated, and the fuel injection valve is boosted by the calculated number of times. Furthermore, the time from when the fuel shut-off valve is closed to when the engine is stopped when the engine is stopped is calculated and stored, and the number of boost driving operations is adjusted based on this time when the engine is started.
上記特許文献1や特許文献2に示されるように、ガス燃料用内燃機関に用いられるインジェクタバルブの固着の問題は、インジェクタの電磁コイルに通電する時間を延長したり、電磁コイルに通常よりも大きい電流を流すことにより、インジェクタの駆動力を増大させることで解決可能である。
As shown in
しかしながら、インジェクタの駆動力を増大させると、インジェクタの電磁コイル等の発熱を伴うために、常時ないし毎回(固着が生じる度に)は実施することができない。インジェクタの固着は、インジェクタの駆動力の増大により、一旦は解消される。しかし、本来は、インジェクタの固着の問題が発生する度にインジェクタの駆動力を増加させて解決するのではなく、そのインジェクタの交換、又は洗浄を行うべきである。 However, if the driving force of the injector is increased, heat is generated from the electromagnetic coil of the injector, so that it cannot be performed constantly or every time (every time sticking occurs). The sticking of the injector is once eliminated by an increase in the driving force of the injector. However, instead of solving the problem by increasing the driving force of the injector every time the problem of the sticking of the injector occurs, the injector should be replaced or cleaned.
一方、例えば、エンジン回転数の変動が大きいなどの異常な状態が発生した場合、その原因がインジェクタの固着にあるとは限らない(例えば、点火系などのインジェクタ以外に原因がある場合がある)。そのため、このような異常な状態が発生した場合に、インジェクタの洗浄や交換を行ってもその問題の解消につながらない場合がある。インジェクタに固着などの不具合が生じていることを確実に検出できることが望まれる。 On the other hand, for example, when an abnormal state such as a large fluctuation of the engine speed occurs, the cause is not always due to the fixation of the injector (for example, there may be a cause other than the injector such as an ignition system). . Therefore, when such an abnormal state occurs, even if the injector is cleaned or replaced, the problem may not be solved. It is desirable to be able to reliably detect that a malfunction such as sticking occurs in the injector.
本発明の目的は、インジェクタに固着などの不具合が生じていることを検出することが可能なインジェクタの不具合検出装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an injector failure detection device capable of detecting that a failure such as sticking occurs in an injector.
本発明のインジェクタの不具合検出装置は、ガス燃料用内燃機関に用いられるインジェクタに生じた不具合を検出するインジェクタの不具合検出装置であって、インジェクタが所定の駆動力で駆動される第1状態での前記インジェクタの開閉動作に関する特性値と、前記第1状態よりも前記インジェクタの駆動力が増加された第2状態での前記インジェクタの開閉動作に関する特性値とに基づいて、前記インジェクタに不具合が生じていることを検出することを特徴としている。 An injector failure detection device according to the present invention is an injector failure detection device that detects a failure that has occurred in an injector used in an internal combustion engine for gas fuel, in a first state in which the injector is driven with a predetermined driving force. Based on the characteristic value related to the opening / closing operation of the injector and the characteristic value related to the opening / closing operation of the injector in the second state in which the driving force of the injector is increased compared to the first state, a problem has occurred in the injector. It is characterized in that it is detected.
インジェクタの駆動力が増加されたことで、インジェクタの開閉動作に関する特性値が、インジェクタの駆動力が増加される前に比べて大きく変化(改善)した場合には、インジェクタに不具合が発生していることが検出される。 If the characteristic value related to the opening / closing operation of the injector has changed (improved) significantly compared to before the injector driving force is increased due to the increase in the driving force of the injector, there is a problem with the injector. It is detected.
本発明のインジェクタの不具合検出装置において、前記インジェクタの開閉動作に関する特性値は、前記インジェクタによる燃料の噴射に関する噴射特性値であることを特徴としている。 In the injector malfunction detection device according to the present invention, the characteristic value related to the opening / closing operation of the injector is an injection characteristic value related to fuel injection by the injector.
噴射特性値には、インジェクタから噴射される燃料噴射量に関する特性値や燃焼変動に関する特性値が含まれる。 The injection characteristic value includes a characteristic value related to the fuel injection amount injected from the injector and a characteristic value related to combustion fluctuation.
本発明のインジェクタの不具合検出装置において、前記噴射特性値は、前記インジェクタが設けられたエンジンの、エンジン回転数の変動、燃焼圧、及び燃料圧力の少なくともいずれか一つであることを特徴としている。 In the injector malfunction detection device according to the present invention, the injection characteristic value is at least one of fluctuations in engine speed, combustion pressure, and fuel pressure of an engine provided with the injector. .
本発明のインジェクタの不具合検出装置において、前記インジェクタの開閉動作に関する特性値は、前記インジェクタの開閉タイミングに関する特性値である
ことを特徴としている。
In the injector malfunction detection device according to the present invention, the characteristic value relating to the opening / closing operation of the injector is a characteristic value relating to the opening / closing timing of the injector.
本発明のインジェクタの不具合検出装置において、前記検出のための動作は、前記インジェクタが設けられたエンジンの始動直後に行われることを特徴としている。暖機状態のような低温時に、燃料のオイル等の粘性が高い状態のときに、インジェクタの不具合が発生する。インジェクタの不具合が発生しない状況において、インジェクタの駆動力を増加させると、インジェクタのコイルの発熱の点で好ましくない。 In the injector malfunction detection device of the present invention, the operation for the detection is performed immediately after the engine provided with the injector is started. An injector malfunction occurs when the viscosity of the fuel oil or the like is high at a low temperature such as a warm-up state. Increasing the driving force of the injector in a situation where no malfunction of the injector occurs is not preferable in terms of heat generation of the coil of the injector.
本発明のインジェクタの不具合検出装置において、前記第1状態よりも前記インジェクタの駆動力が増加された第2状態は、前記インジェクタが設けられたエンジンの水温が所定値よりも低いときに、生成されることを特徴としている。 In the injector malfunction detection device of the present invention, the second state in which the driving force of the injector is increased as compared to the first state is generated when the water temperature of the engine provided with the injector is lower than a predetermined value. It is characterized by that.
上記のように、低温時に、燃料のオイル等の粘性が高い状態のときに、インジェクタの不具合が発生する。よって、エンジンの始動直後であっても、インジェクタの不具合が発生しない状況において、インジェクタの駆動力を増加させると、インジェクタのコイルの発熱の点で好ましくない。 As described above, an injector malfunction occurs when the viscosity of fuel oil or the like is high at low temperatures. Therefore, increasing the driving force of the injector is not preferable in terms of heat generation of the coil of the injector in a situation where the injector does not malfunction even immediately after the engine is started.
本発明のインジェクタの不具合検出装置において、前記第1状態よりも前記インジェクタの駆動力が増加された第2状態は、前記第1状態での前記インジェクタの開閉動作に関する特性値に基づいて、生成されることを特徴としている。 In the injector malfunction detection device of the present invention, the second state in which the driving force of the injector is increased as compared to the first state is generated based on a characteristic value relating to the opening / closing operation of the injector in the first state. It is characterized by that.
インジェクタの駆動力が増加されていない第1状態でのインジェクタの開閉動作に関する特性値に問題が無ければ、インジェクタに不具合は発生していない。インジェクタの不具合が発生していない状況において、インジェクタの駆動力を増加させると、インジェクタのコイルの発熱の点で好ましくない。 If there is no problem with the characteristic value related to the opening / closing operation of the injector in the first state where the driving force of the injector is not increased, there is no problem with the injector. Increasing the driving force of the injector in a situation where there is no problem with the injector is not preferable in terms of heat generation of the coil of the injector.
本発明のインジェクタの不具合検出装置において、前記インジェクタにおける不具合の発生に関する前記検出の結果は、ユーザに対して報知されることを特徴としている。これにより、不具合の発生箇所(不具合の原因)がインジェクタであることが特定され、インジェクタの交換、洗浄が促進される。 In the injector malfunction detection device of the present invention, the detection result relating to the occurrence of malfunction in the injector is notified to the user. Thereby, it is specified that the occurrence location of the failure (cause of the failure) is the injector, and the replacement and cleaning of the injector are promoted.
本発明のインジェクタの不具合検出装置において、前記検出された前記インジェクタの不具合の程度によって、前記検出の結果が、ユーザに対して報知されるか、又は前記インジェクタが設けられたエンジンのECUに格納されるかが決定されることを特徴としている。 In the injector malfunction detection device of the present invention, the detection result is notified to the user or stored in the ECU of the engine provided with the injector, depending on the detected malfunction level of the injector. It is characterized by being determined.
インジェクタの不具合の程度が悪くなく、その時点でのインジェクタの交換、洗浄が必要ではない場合には、ユーザに報知される必要は無い。但し、その後の故障診断のために、そのインジェクタの不具合の履歴は残されるべきである。 If the degree of malfunction of the injector is not bad and it is not necessary to replace or clean the injector at that time, there is no need to notify the user. However, for subsequent failure diagnosis, a history of the malfunction of the injector should be retained.
なお、上記特許文献1の技術では、ガス圧の低下量が所定量よりも小さい場合に、インジェクタバルブが固着していると判定し、通電時間を一定時間延長することで、バルブを開くようにしている。この特許文献1の技術では、インジェクタバルブが固着する度に通電時間を延長してバルブを開くという制御を行うものであり、この意味において、インジェクタの電磁コイルが度々発熱する。
In the technique disclosed in
これに対して、上記のように、本発明のインジェクタの不具合検出装置は、インジェクタの固着の解消を目的としたものではなく、故障原因がインジェクタにあるのか否かを判定できるものであり、インジェクタの不具合の有無を検出するものである。故障原因が特定できれば、すぐに、そのインジェクタの交換や洗浄することが可能である。 On the other hand, as described above, the failure detection device for an injector of the present invention is not intended to eliminate the sticking of the injector, but can determine whether or not the cause of the failure is in the injector. It detects the presence or absence of defects. If the cause of the failure can be identified, it is possible to immediately replace or clean the injector.
本発明のインジェクタの不具合検出装置によれば、インジェクタに固着などの不具合が生じていることを検出することが可能となる。 According to the injector malfunction detection device of the present invention, it is possible to detect that a malfunction such as sticking occurs in the injector.
以下、本発明のインジェクタの不具合検出装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of an injector failure detection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
本実施形態では、所定のタイミング又は定期的に、インジェクタの駆動力を増大させ、それによってエンジン回転数の変動(燃焼変動)が抑制される場合には、インジェクタに付着した燃料中のオイルによるインジェクタの特性変化が起きていると判断し、ユーザに告知する。このように、インジェクタの駆動力を増大させた前後でのエンジン回転数の変動の変化によって、インジェクタに固着の不具合が生じていることを検出することができる。本実施形態では、燃焼変動を示すパラメータとして、エンジン回転数の変動が用いられる。
(First embodiment)
In the present embodiment, when the driving force of the injector is increased at a predetermined timing or periodically, and thereby fluctuations in engine speed (combustion fluctuations) are suppressed, the injectors due to oil in the fuel adhering to the injectors It is determined that the characteristic change is occurring, and the user is notified. As described above, it is possible to detect that the fixing failure occurs in the injector due to the change in the fluctuation of the engine speed before and after the driving force of the injector is increased. In this embodiment, the engine speed fluctuation is used as a parameter indicating the combustion fluctuation.
図3は、本実施形態の燃料噴射弁の不具合検出装置を適用したガス燃料用内燃機関の燃料供給系統の概要を示した図である。 FIG. 3 is a diagram showing an outline of a fuel supply system of a gas fuel internal combustion engine to which the fuel injection valve malfunction detection device of the present embodiment is applied.
図3において、符号10は燃料タンクであり、200〜250kg/cm2 の圧力の圧縮燃料が充填されている。燃料タンク10の出口には、第1ガス遮断弁11が設けられ、その先には、タンクガス圧力センサ12とタンクガス温度センサ13が設けられている。
In FIG. 3,
燃料ガスは、第1ガス遮断弁11を通ってプレッシャーレギュレータ14に行き、ガス圧力は例えば200kg/cm2 から約9kg/cm2 に落とされて低圧になる。プレッシャーレギュレータ14の入口には、第2ガス遮断弁15が設けられており、ガス燃料は、ここを出てデリバリパイプ17を通ってガスインジェクタ20に至る。
The fuel gas passes through the first gas shut-off
そして、電子制御ユニット(ECU)の制御により、ガスインジェクタ20に設けられたインジェクタバルブが駆動されて、ガスを噴射する。プレッシャーレギュレータ14とガスインジェクタ20の間には、第3ガス遮断弁16が設けられており、第3ガス遮断弁16とガスインジェクタ20の間のデリバリパイプ17には、デリバリガス圧力センサ18とデリバリガス温度センサ19が設けられている。
Then, under the control of the electronic control unit (ECU), an injector valve provided in the
エンジン21は、ガス燃料エンジンである。エンジン21は、バルブ22、点火プラグ23、ピストン24、クランクケース25を備えており、その燃焼室内には、燃焼圧センサ26が設けられている。符号27は水温センサ、28はエンジン回転数センサ、29は車速センサである。吸気側には、エアクリーナ30、スロットル31、ISCバルブ32、サージタンク33が設けられ、これらを通して空気が取り込まれる。なお、符号34はエアクリーナ30に設けられた吸気温センサ、35はスロットル31に連動するスロットルセンサ、36は吸気圧センサである。排気側には触媒装置37が設けられ、その手前にA/Fセンサ(空燃比センサ)38が設けられている。
The
図4は、本実施形態のインジェクタの不具合検出装置の構成の概要を示した図である。 FIG. 4 is a diagram showing an outline of the configuration of the injector malfunction detection device of the present embodiment.
図4において、符号1は電子制御ユニット(ECU)で、CPU2、入力インタフェース3、A/D変換器4、出力インタフェース5を備えている。図3に示した各種センサの検出信号は入力インタフェース3に入力する。このうち、エンジン回転数センサ28と車速センサ29の検出信号及び、スタータスイッチ信号発生器39から出力される信号はディジタル信号であるので、入力インタフェース3から直接CPU2に入力される。
In FIG. 4,
一方、ガス燃料に関するセンサであるデリバリガス圧力センサ18、デリバリガス温度センサ19、タンクガス圧力センサ12、タンクガス温度センサ13の検出信号はアナログ信号であるので、A/D変換器4によりディジタル信号に変換されてCPU2に入力される。また、スロットルセンサ35、水温センサ27、吸気圧センサ36、A/Fセンサ38もアナログ信号であるので、A/D変換器4によりディジタル信号に変換されてCPU2に入力される。
On the other hand, the detection signals of the delivery
CPU2は、上記各種センサの検出信号に基づき、出力インタフェース5を介してガスインジェクタ20に対しインジェクタバルブの通電による開閉制御等のガスインジェクタの噴射制御5aを行い、警告灯に対して点灯や点滅制御5bを行い、点火プラグ23に対して点火タイミング制御5cを行い、ISCバルブ32に対しての制御5dを行う。
The CPU 2 performs gas
ECU1は、第1カウンタCINJCKと、第2カウンタCINJCK1と、第3カウンタCINJCK2とを備えている。第1カウンタCINJCK〜第3カウンタCINJCK2は、いずれも例えば64msカウンタである。第1カウンタCINJCKは、後述する本実施形態の制御内容とは無関係にカウントアップするカウンタである。第2カウンタCINJCK1は、本実施形態の制御内容のうちインジェクタ特性チェック制御ステップ1の制御が行われている時間をカウントする。第3カウンタCINJCK2は、本実施形態の制御内容のうちインジェクタ特性チェック制御ステップ2の制御が行われている時間をカウントする。
The
本実施形態においては、以下の動作が行われる。 In the present embodiment, the following operation is performed.
本実施形態の動作は、エンジン21がアイドリング状態のときに、ECU1により実施される。アイドリング状態であるときにエンジン回転数の変動が生じた場合には、ガスインジェクタ20の噴射特性が変化したことによって、燃焼変動が生じている可能性がある。ECU1では、スロットルセンサ35からの信号に基づいて、エンジン21がアイドリング状態であることが検出される。
The operation of the present embodiment is performed by the
(1)エンジン回転数センサ28により、エンジン回転数の変動(回転変動)が算出される。
(2)所定のタイミング又は定期的にガスインジェクタ20の駆動力が増大される。その増大の方法は、通電時間を延長する方法、又は大電流を流す方法のいずれが用いられてもよい。
(1) The
(2) The driving force of the
ガスインジェクタ20の駆動力が増大される時期は、エンジン21が始動した直後である。ガスインジェクタ20の固着は、エンジン21が暖機完了前であるときのような低温時に、燃料中のオイル等の粘性が高い状態のときに発生するからである。ガスインジェクタ20の駆動力を増大させる動作は、エンジン21の始動が行われる度毎の始動直後に毎回実施されることができる。
The time when the driving force of the
また、ガスインジェクタ20の駆動力を増大する制御は、エンジン21がアイドリング状態のときに、例えば、数分オーダ毎の周期で実施されることができる。但し、エンジン21の暖機運転が終了し、十分に高い温度になったときには、ガスインジェクタ20の固着の問題が生じない可能性が高いため、このガスインジェクタ20の駆動力を増大する制御は行われない。なお、本実施形態による、ガスインジェクタ20の特性変化の検出自体にかかる所要時間は、例えば、10〜20秒程度である。
Further, the control for increasing the driving force of the
(3)上記(2)でガスインジェクタ20の駆動力が増大される前後において、エンジン回転数の変動が算出される。
(3) The fluctuation of the engine speed is calculated before and after the driving force of the
(4)上記(3)で算出したガスインジェクタ20の駆動力アップの前後のエンジン回転数の変動が比較される。その比較の結果、ガスインジェクタ20の駆動力アップを行った場合のエンジン回転数の変動が、通常の通電の場合のエンジン回転数の変動よりも所定値以上に小さくなった場合、すなわち、燃焼変動が小さくなった場合に、ガスインジェクタ20の特性変化が発生していると判断される。
(4) The fluctuations in the engine speed before and after the driving force increase of the
ガスインジェクタ20の駆動力が増大されることにより、エンジン回転数の変動が大幅に(通常の通電の場合と比較して所定値以上に)減少した場合には、それまで起きていたガスインジェクタ20の固着の問題が、ガスインジェクタ20の駆動力が増大されたことによって、解消されたと判断されることが可能である。
When the driving force of the
(5)上記(4)でガスインジェクタ20の特性変化が起こっていると判断したときに、ユーザに告知される。
(5) When it is determined in (4) that the characteristic change of the
次に、図2を参照して、本実施形態の動作の概略を説明する。 Next, an outline of the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG.
図2では、固着の問題が生じているガスインジェクタ20を対象に説明する。
図2の時刻t1では、エンジン21が始動される((a)参照)と同時に、ガスインジェクタ20が通常の駆動力で駆動される((b)参照)。そのガスインジェクタ20は、上記のように固着の問題が起きているので、エンジン21の始動と同時に、大きな回転変動が発生する((d)参照)。
In FIG. 2, the
At time t1 in FIG. 2, the
次に、時刻t2〜t3では、ガスインジェクタ20の駆動力が増大される前の、エンジン21の回転数の変動が算出される((c)参照)。その算出結果は、相対的に大きな値L1である((d)参照)。
Next, at times t2 to t3, fluctuations in the rotational speed of the
次に、時刻t4では、ガスインジェクタ20の駆動力が増大される((b)参照)。これにより、回転変動が低減される((d)参照)。
次に、時刻t5〜t6では、ガスインジェクタ20の駆動力が増大された後の、エンジン21の回転数の変動が算出される((c)参照)。その算出結果は、相対的に小さな値L2である((d)参照)。
Next, at time t4, the driving force of the
Next, at times t5 to t6, fluctuations in the rotational speed of the
図2に示すように、ガスインジェクタ20の駆動力の増大の前後において、回転変動がL1からL2に大きく減少している。これは、ガスインジェクタ20の駆動力の増大によって、燃焼変動が改善された、すなわち、ガスインジェクタ20の特性変化があることを示している。
As shown in FIG. 2, before and after the increase of the driving force of the
次に、図1を参照して、本実施形態の動作について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
なお、以下に説明する本実施形態の制御フローは、ECU1により、エンジン21の始動時のみに実施されることができる。エンジン21が低温状態にあるときにガスインジェクタ20の固着が起こり、高温であるときには、ガスインジェクタ20の固着の問題は生じないためである。この理由から、エンジン21の始動時であって、かつ水温がしきい値よりも低いときのみに、本実施形態の制御フローが実施されることができる。
The control flow of the present embodiment described below can be executed only when the
ECU1において、エンジン21が始動されたか否かは、運転者の操作に応答してスタータスイッチ信号発生器39から出力される信号に基づいて、検出される。ECU1において、水温は、水温センサ27からの出力値に基づいて検出される。
In the
[ステップS10]
まず、ECU1では、インジェクタ特性チェック制御を開始するタイミングであるか否か、すなわち、前回、本制御が行われたときから予め定められた所定時間(A)が経過しているか否かが判定される。
[Step S10]
First, the
第1カウンタCINJCKは、前回、本制御が行われてから経過した時間を計時する。ECU1では、その第1カウンタCINJCKによるカウンタ値(CINJCK)が予め定められた所定時間(A)を超えたときに、本制御が行われるタイミングであると判断され(ステップS10−Y)、ステップS20が行われる。一方、その第1カウンタCINJCKによるカウンタ値(CINJCK)が予め定められた所定時間(A)を超えていないときには(ステップS10−N)、ステップS40が行われる。
The first counter CINJCK measures the time that has elapsed since the last time this control was performed. The
[ステップS20]
ステップS20では、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1が開始される。このインジェクタ特性チェック制御ステップ1が開始されると、別ルーチンで、エンジン回転数の変動率(以下、回転変動率と称する)が積算される。即ち、ECU1では、エンジン回転数センサ28からエンジン21のエンジン回転数が入力され、そのエンジン回転数に基づいて、回転変動率が積算される。ここで、回転変動率とは、回転変動量/回転数である。また、ステップS20では、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1開始フラグ(exinjck1)が立てられる。次いで、ステップS30が行われる。
[Step S20]
In step S20, the
[ステップS30]
ステップS30では、ECU1により、上記第1カウンタCINJCKによるカウンタ値CINJCKと、上記第2カウンタCINJCK1によるカウンタ値CINJCK1がクリアされる。ステップS30の次に、本制御フローはリターンされる。
[Step S30]
In step S30, the
[ステップS40]
ステップS40では、ECU1により、既に、インジェクタ特性チェック制御ステップ1が実施中であるか否かが判定される。その判定は、インジェクタ特性チェック制御ステップ1開始フラグ(exinjck1)が立っている状態か否かに基づいて判定される。その判定の結果、インジェクタ特性チェック制御ステップ1が実施中であると判定された場合(ステップS40−Y)には、ステップS50が行われる。一方、ステップS40の判定の結果、インジェクタ特性チェック制御ステップ1が実施中ではないと判定された場合(ステップS40−N)には、ステップS90が行われる。
[Step S40]
In step S40, the
[ステップS50]
ステップS50では、ECU1により、第2カウンタCINJCK1によるカウンタ値CINJCK1に基づいて、インジェクタ特性チェック制御ステップ1が開始されてから予め定められた所定時間(B)が経過しているか否かが判定される。第2カウンタCINJCK1は、ステップS30においてクリアされてから経過した時間をカウントする。その判定の結果、インジェクタ特性チェック制御ステップ1が開始されてから所定時間(B)が経過している場合(ステップS50−Y)には、ステップS60が行われる。その判定の結果、インジェクタ特性チェック制御ステップ1が開始されてから所定時間(B)が経過していない場合(ステップS50−N)には、本制御フローはリターンされる。
[Step S50]
In step S50, the
[ステップS60]
ステップS60では、ECU1による、インジェクタ特性チェック制御ステップ1の制御が終了する。即ち、回転変動率の積算が終了される。ステップS60では、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1開始フラグ(exinjck1)がリセットされる。ステップS60の次には、ステップS70が行われる。
[Step S60]
In step S60, the control of the injector characteristic
[ステップS70]
ステップS70では、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1において積算された回転変動率に基づいて、平均回転変動率(dlne1)が算出される。ステップS70では、ECU1により、上記第2カウンタCINJCKによるカウンタ値CINJCK1と、上記第3カウンタCINJCK2によるカウンタ値CINJCK2がクリアされる。ステップS70の次には、ステップS80が行われる。
[Step S70]
In step S70, the
[ステップS80]
ステップS80では、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ2が開始される。このインジェクタ特性チェック制御ステップ2が開始されると、別ルーチンでガスインジェクタ20の駆動力がアップされ、その状態での回転変動率の積算が開始される。即ち、ECU1では、エンジン回転数センサ28からエンジン21のエンジン回転数が入力され、そのエンジン回転数に基づいて、回転変動率が積算される。また、ステップS80では、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ2開始フラグ(exinjck2)が立てられる。次いで、本制御フローはリターンされる。
[Step S80]
In step S80, the
[ステップS90]
ステップS90では、ECU1により、既に、インジェクタ特性チェック制御ステップ2が実施中であるか否かが判定される。その判定は、インジェクタ特性チェック制御ステップ2開始フラグ(exinjck2)が立っている状態か否かに基づいて判定される。その判定の結果、インジェクタ特性チェック制御ステップ2が実施中であると判定された場合(ステップS90−Y)には、ステップS100が行われる。一方、ステップS90の判定の結果、インジェクタ特性チェック制御ステップ2が実施中ではないと判定された場合(ステップS90−N)には、当ルーチンが終了される。
[Step S90]
In step S90, the
[ステップS100]
ステップS100では、ECU1により、第3カウンタCINJCK2によるカウンタ値CINJCK2に基づいて、インジェクタ特性チェック制御ステップ2が開始されてから予め定められた所定時間(C)が経過しているか否かが判定される。第3カウンタCINJCK2は、ステップS70においてクリアされてから経過した時間をカウントする。その判定の結果、インジェクタ特性チェック制御ステップ2が開始されてから所定時間(C)が経過している場合(ステップS100−Y)には、ステップS110が行われる。その判定の結果、インジェクタ特性チェック制御ステップ2が開始されてから所定時間(C)が経過していない場合(ステップS100−N)には、本制御フローはリターンされる。
[Step S100]
In step S100, the
[ステップS110]
ステップS110では、ECU1による、インジェクタ特性チェック制御ステップ2が終了する。即ち、ガスインジェクタ20の駆動力が通常時の値に戻され、回転変動率の積算が終了する。ステップS110では、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ2開始フラグ(exinjck2)がリセットされる。ステップS110の次には、ステップS120が実行される。
[Step S110]
In step S110, the injector characteristic check control step 2 by the
[ステップS120]
ステップS120では、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ2において積算された回転変動率に基づいて、ガスインジェクタ20の駆動力がアップされたときの平均回転変動率(dlne2)が算出される。ステップS120では、ECU1により、上記第2カウンタCINJCK1によるカウンタ値CINJCK1と、上記第3カウンタCINJCK2によるカウンタ値CINJCK2がクリアされる。ステップS120の次には、ステップS130が行われる。
[Step S120]
In step S120, the
[ステップS130]
ステップS130では、ECU1により、通常通電時の平均回転変動率(dlne1)とガスインジェクタ20の駆動力がアップされたときの平均回転変動率(dlne2)とが比較される。その比較の結果、通常通電時の平均回転変動率(dlne1)よりも、ガスインジェクタ20の駆動力がアップされたときの平均回転変動率(dlne2)が、所定値(D)を超えて小さい場合(ステップS130−Y)には、ステップS140が行われる。一方、ステップS130の比較の結果、通常通電時の平均回転変動率(dlne1)よりも、ガスインジェクタ20の駆動力がアップされたときの平均回転変動率(dlne2)が、所定値(D)を超えて小さくない場合(ステップS130−N)には、本制御フローはリターンされる。
[Step S130]
In step S130, the
[ステップS140]
ステップS140では、ECU1により、ガスインジェクタ20の駆動力アップにより燃焼変動が改善された、即ち、ガスインジェクタ20の特性変化があると判断されて、ガスインジェクタ20に特性変化が生じている旨がユーザに告知される。そのユーザへの告知は、警告灯5bの点灯により行われることができる。
[Step S140]
In step S140, the
なお、上記ステップS140では、上記のように、常時、警告灯5bの点灯によりユーザへの告知を行うことなく、以下のように変更することが可能である。ここで、例えば、上記ステップS130での回転変動率の改善率(dlne1−dlne2の値に対応)の大きさによって、ユーザへの告知方法を変えることができる。
In step S140, as described above, the following change can be made without notifying the user by always lighting the
即ち、上記ステップS130で求めた(dlne1−dlne2)の値がしきい値よりも大きい場合には、ガスインジェクタ20が相対的に故障状態に近く、ガスインジェクタ20の駆動力を通常の値に戻すと、再度、固着状態に戻る可能性が高い。そのため、(dlne1−dlne2)の値がしきい値よりも大きい場合には、警告灯5bを点灯させて、ユーザにガスインジェクタ20に特性変化が生じている旨を告知する。
That is, when the value of (dlne1-dlne2) obtained in step S130 is larger than the threshold value, the
一方、(dlne1−dlne2)の値がしきい値よりも大きくない場合には、ユーザにその時点で告知するのではなく、ECU1に、ガスインジェクタ20に特性変化が生じた旨を示すデータを記憶させておくに留める。この場合、サービスマンは、所定の手順でECU1を解析することにより、ガスインジェクタ20の故障診断を行うことができる。
On the other hand, when the value of (dlne1-dlne2) is not larger than the threshold value, the
なお、この場合、ガスインジェクタ20の駆動力アップの前後において、エンジン回転数の変動の要因となる例えばエンジンの水温等の条件が変化している場合には、その影響を受けて(本来はエンジン回転数の変動の変化が無いにもかかわらず)、ガスインジェクタ20の駆動力アップの前後において、エンジン回転数の変動が変化することが考えられる。
In this case, if conditions such as the engine water temperature that cause fluctuations in the engine speed change before and after the driving force of the
但し、本実施形態の制御フローが行われるためにかかる時間(ガスインジェクタ20の特性変化の有無を検出するための所要時間)は、例えば10〜20秒という短い時間であるため、水温等の条件の変化に起因するエンジン回転数の変動の変化は、実質的には問題にならない。 However, since the time required for performing the control flow of the present embodiment (the time required for detecting the presence or absence of the characteristic change of the gas injector 20) is as short as 10 to 20 seconds, for example, conditions such as water temperature The change in the engine speed fluctuation caused by the change in the value is not substantially a problem.
これに対して、仮に、ガスインジェクタ20の特性変化の有無を検出するための所要時間が長く、水温等の条件の変化に起因するエンジン回転数の変動の変化が問題になる場合には、例えば、水温等の条件の変化に起因するエンジン回転数の変動の変化を実質的に打ち消すように、ステップS70で得られた平均回転変動率dlne1又はステップS120で得られた平均回転変動率dlne2の値に所定の係数を掛けて補正することができる。
On the other hand, if the required time for detecting the presence or absence of the characteristic change of the
なお、上記の制御フローにおいては、回転変動率に基づいて、ガスインジェクタ20の特性変化の有無を判定したが、回転変動率に代えて、回転変動量に基づいて、ガスインジェクタ20の特性変化の有無を判定することも可能である。
In the above control flow, the presence or absence of the characteristic change of the
第1実施形態によれば、ガスインジェクタ20の駆動力を増大させ、それによって、回転変動率によって示される燃焼変動が抑制される場合には、ガスインジェクタ20の特性変化が起きていると判断し、その判断結果がユーザに告知される。これにより、アイドルラフが生じたときに、その原因がガスインジェクタ20の特性変化(固着)にあるか否かが特定されることができる。
According to the first embodiment, when the driving force of the
次に、図5を参照して、第1実施形態の変形例を説明する。
本変形例において、上記第1実施形態と共通する点についての説明は省略することとする。
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG.
In this modification, the description of the points in common with the first embodiment will be omitted.
インジェクタの駆動力を増大させる動作は、上述のように、インジェクタのコイルの発熱を伴うので、必要がない場合には、インジェクタの駆動力を増大させる動作は行われないほうが望ましい。このことから、本変形例では、図5に示すように、図1に比べて、ステップS75が追加されている。 As described above, the operation for increasing the driving force of the injector is accompanied by heat generation of the coil of the injector. Therefore, it is preferable that the operation for increasing the driving force of the injector is not performed if not necessary. From this, in this modification, as shown in FIG. 5, step S75 is added compared with FIG.
[ステップS75]
ステップS75では、インジェクタ特性チェック制御ステップ1の結果として得られる、通常時(ガスインジェクタ20の駆動力が増大されていない時)の平均回転変動率(dlne1)が、予め定められたしきい値(E)を超えているか否かが判定される。ステップS75の判定の結果、通常時の平均回転変動率(dlne1)がしきい値(E)を超えていない場合(S75−N)には、本制御フローはリターンされる。ステップS75の判定の結果、通常時の平均回転変動率(dlne1)がしきい値(E)を超えた場合(S75−Y)に限って、インジェクタ特性チェック制御ステップ2(インジェクタの駆動力を増大させる制御)が行われる。
[Step S75]
In step S75, the average rotation fluctuation rate (dlne1) obtained as a result of the injector characteristic
通常時の平均回転変動率(dlne1)がしきい値(E)以下である場合には、アイドルラフ(通常時の平均回転変動率(dlne1)としてのアイドリング回転数の変動が大きい状態)が発生しておらず、ガスインジェクタ20の固着の問題(特性の変化)は生じていないと判定される。ガスインジェクタ20の固着が起きていないと判定された場合には、ガスインジェクタ20の駆動力を増大させる動作は行われない。これにより、ガスインジェクタ20のコイルの発熱が抑制される。
When the average rotation fluctuation rate (dlne1) at normal time is equal to or less than the threshold value (E), idle rough (a state in which the fluctuation of idling rotation speed as the average rotation fluctuation rate (dlne1) at normal time is large) occurs. Therefore, it is determined that the problem of sticking of the gas injector 20 (change in characteristics) has not occurred. When it is determined that the
次に、図6を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態において、上記実施形態及び変形例と共通する部分についての説明は省略する。 Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the description of the parts common to the above embodiment and the modified example is omitted.
図6は、第2実施形態の動作を示すフローチャートである。図6において、ステップS10Aは、図1のステップS10に対応し、ステップS20Aは、図1のステップS20に対応し、ステップS30Aは、図1のステップS30に対応し、…以下同様に、ステップS140Aは、図1のステップS140に対応する。以下においては、第2実施形態の動作において、第1実施形態の動作と異なる点について説明し、同様のステップについての説明は省略する。 FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the second embodiment. 6, step S10A corresponds to step S10 in FIG. 1, step S20A corresponds to step S20 in FIG. 1, step S30A corresponds to step S30 in FIG. 1,. Corresponds to step S140 in FIG. In the following, the operation of the second embodiment will be described with respect to differences from the operation of the first embodiment, and description of similar steps will be omitted.
上記第1実施形態において、燃焼変動を示すパラメータとして、エンジン回転数の変動が用いられたのに対し、第2実施形態では、燃焼変動を示すパラメータとして、燃焼圧の変動が用いられる。 In the first embodiment, the fluctuation of the engine speed is used as a parameter indicating the combustion fluctuation, whereas in the second embodiment, the fluctuation of the combustion pressure is used as a parameter indicating the combustion fluctuation.
[ステップS20A]
ステップS20Aでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1Aが開始される。このインジェクタ特性チェック制御ステップ1Aが開始されると、別ルーチンで、燃焼圧の変動率(以下、燃焼圧変動率と称する)が積算される。
[Step S20A]
In step S20A, the
即ち、ECU1では、燃焼圧センサ26からエンジン21の燃焼圧が入力され、その燃焼圧に基づいて、燃焼圧変動率が積算される。ここで、燃焼圧変動率とは、燃焼圧変動量/燃焼圧である。また、ステップS20Aでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1A開始フラグ(exinjck1A)が立てられる。
That is, in the
[ステップS60A]
ステップS60Aでは、ECU1による、インジェクタ特性チェック制御ステップ1Aの制御が終了する。即ち、燃焼圧変動率の積算が終了される。ステップS60Aでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1A開始フラグ(exinjck1A)がリセットされる。ステップS60Aの次には、ステップS70Aが行われる。
[Step S60A]
In step S60A, the control of the injector characteristic check control step 1A by the
[ステップS70A]
ステップS70Aでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1Aにおいて積算された燃焼圧変動率に基づいて、平均燃焼圧変動率(dlpc1)が算出される。ステップS70Aの次には、ステップS80Aが行われる。
[Step S70A]
In step S70A, the
[ステップS80A]
ステップS80Aでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ2Aが開始される。このインジェクタ特性チェック制御ステップ2Aが開始されると、別ルーチンでガスインジェクタ20の駆動力がアップされ、その状態での燃焼圧変動率の積算が開始される。即ち、ECU1では、燃焼圧センサ26から燃焼圧が入力され、その燃焼圧に基づいて、燃焼圧変動率が積算される。
[Step S80A]
In step S80A, the
[ステップS110A]
ステップS110Aでは、ECU1による、インジェクタ特性チェック制御ステップ2Aが終了する。即ち、ガスインジェクタ20の駆動力が通常時の値に戻され、燃焼圧変動率の積算が終了する。
[Step S110A]
In step S110A, the injector characteristic check control step 2A by the
[ステップS120A]
ステップS120Aでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ2Aにおいて積算された燃焼圧変動率に基づいて、ガスインジェクタ20Aの駆動力がアップされたときの平均燃焼圧変動率(dlpc2)が算出される。
[Step S120A]
In step S120A, the
[ステップS130A]
ステップS130Aでは、ECU1により、通常通電時の平均燃焼圧変動率(dlpc1)とガスインジェクタ20の駆動力がアップされたときの平均燃焼圧変動率(dlpc2)とが比較される。その比較の結果、通常通電時の平均燃焼圧変動率(dlpc1)よりも、ガスインジェクタ20の駆動力がアップされたときの平均燃焼圧変動率(dlpc2)が、所定値(F)を超えて小さい場合(ステップS130A−Y)には、ステップS140Aが行われる。
[Step S130A]
In step S130A, the
一方、ステップS130Aの比較の結果、通常通電時の平均燃焼圧変動率(dlpc1)よりも、ガスインジェクタ20の駆動力がアップされたときの平均燃焼圧変動率(dlpc2)が、所定値(F)を超えて小さくない場合(ステップS130A−N)には、本制御フローはリターンされる。
On the other hand, as a result of the comparison in step S130A, the average combustion pressure fluctuation rate (dlpc2) when the driving force of the
[ステップS140A]
ステップS140Aでは、ECU1により、ガスインジェクタ20の駆動力アップにより燃焼変動が改善された、即ち、ガスインジェクタ20の特性変化があると判断されて、ガスインジェクタ20に特性変化が生じている旨がユーザに告知される。そのユーザへの告知は、警告灯5bの点灯により行われることができる。
[Step S140A]
In step S140A, the
第2実施形態によれば、ガスインジェクタ20の駆動力を増大させることによって、燃焼圧の変動によって示される燃焼変動が抑制される場合には、ガスインジェクタ20の特性変化が起きていると判断される。
According to the second embodiment, when the combustion fluctuation indicated by the fluctuation in the combustion pressure is suppressed by increasing the driving force of the
次に、図7、図8及び図9を参照して、第3実施形態について説明する。第3実施形態において、上記実施形態及び変形例と共通する部分についての説明は省略する。 Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. 7, FIG. 8, and FIG. In the third embodiment, the description of the parts common to the above-described embodiments and modifications is omitted.
図7は、第3実施形態の動作を示すフローチャートである。図7において、ステップS10Bは、図1のステップS10に対応し、ステップS20Bは、図1のステップS20に対応し、ステップS30Bは、図1のステップS30に対応し、…以下同様に、ステップS140Bは、図1のステップS140に対応する。以下においては、第3実施形態の動作において、第1実施形態の動作と異なる点について説明し、同様のステップについての説明は省略する。 FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the third embodiment. 7, step S10B corresponds to step S10 in FIG. 1, step S20B corresponds to step S20 in FIG. 1, step S30B corresponds to step S30 in FIG. 1,. Corresponds to step S140 in FIG. In the following, the operation of the third embodiment will be described with respect to differences from the operation of the first embodiment, and description of similar steps will be omitted.
上記第1実施形態において、燃焼変動を示すパラメータとして、エンジン回転数の変動が用いられたのに対し、第3実施形態では、燃焼変動を示すパラメータとして、燃料圧力の変動が用いられる。 In the first embodiment, the engine speed fluctuation is used as a parameter indicating combustion fluctuation, whereas in the third embodiment, fuel pressure fluctuation is used as a parameter indicating combustion fluctuation.
第3実施形態によれば、ガスインジェクタ20の駆動力を増大させ、それによって、デリバリパイプ17のガス圧力(燃料圧力)によって示される燃焼変動が抑制される場合には、ガスインジェクタ20の特性変化が起きていると判断し、その判断結果がユーザに告知される。
According to the third embodiment, when the driving force of the
図3において、プレッシャーレギュレータ14を出たガスの圧力は先に述べたように約9kg/cm2 である。従ってガスインジェクタ20のインジェクタバルブが閉まっているとき、デリバリパイプ17に設けられたデリバリガス圧力センサ18による検出圧力は通常は約9kg/cm2 である。しかし、ガス噴射時にインジェクタ20のバルブが開くとこの検出圧力は一時的に低下する。
In FIG. 3, the pressure of the gas exiting the
図8は、ステップS20Bにおいて行われるインジェクタ特性チェック制御ステップ1Bを説明する図である。インジェクタ特性チェック制御ステップ1Bでは、ガスインジェクタ20の電磁コイルに通常の通電時間で通電される。
FIG. 8 is a diagram for explaining the injector characteristic check control step 1B performed in step S20B. In the injector characteristic check control step 1B, the electromagnetic coil of the
図8の符号(a)は、インジェクタ20のインジェクタバルブをガス噴射時に開動作するため電磁コイルに通電するタイミングを表したものである。(a)に示すように、時刻t0で通電を開始し、時刻t1で通電を停止する。通電時間T0は予め決められており、例えば15ミリ秒である。
図8の符号(b)は、デリバリガス圧力センサ18の検出圧力(DGP)の変化を表したものである。インジェクタバルブが閉じているときの検出圧力(P1)はプレッシャーレギュレータ14を出たガスの圧力とほぼ同じである。
The symbol (a) in FIG. 8 represents the timing of energizing the electromagnetic coil to open the injector valve of the
A symbol (b) in FIG. 8 represents a change in the detected pressure (DGP) of the delivery
インジェクタバルブが固着しておらず正常に開動作した場合、ガスインジェクタ20からガスが噴射されるためDGPは一時的に低下してP2となる。図8の符号(b)に示すように、インジェクタ20の電磁コイルへの通電期間T0の中間付近でガス圧は低下のピークに達し再び上昇するが、これは噴射によりガス圧が低下すると、プレッシャーレギュレータ14が調整してガス圧力を上げるためである。時刻t1で通電が終了すればバルブは閉じるので、DGPはすぐにP1となる。なお、バルブが固着している場合は開かないので、(b)に示すDGPは点線に示すように低下しない。
When the injector valve is not fixed and the valve is normally opened, the gas is injected from the
図9は、ステップS80Bにおいて行われるインジェクタ特性チェック制御ステップ2Bを説明する図である。インジェクタ特性チェック制御ステップ2Bでは、ガスインジェクタ20の電磁コイルに通常よりも長い通電時間で通電される。図9の符号(a)は、図8の符号(a)と同様、インジェクタバルブを開動作するため電磁コイルに通電するタイミングを表したものである。
FIG. 9 is a diagram for explaining the injector characteristic check control step 2B performed in step S80B. In the injector characteristic check control step 2B, the electromagnetic coil of the
インジェクタ特性チェック制御ステップ2Bでは、インジェクタ特性チェック制御ステップ1Bに比べて、通電時間がαだけ長く、(T0+α)時間に設定され、時刻t2まで通電される。例えばT0=15ミリ秒とすると、α=7.5ミリ秒としているが、延長時間αは状況に応じて変化させることができる。 In the injector characteristic check control step 2B, the energization time is longer by α than the injector characteristic check control step 1B, and is set to (T0 + α) time, and energization is performed until time t2. For example, when T0 = 15 milliseconds, α = 7.5 milliseconds, but the extension time α can be changed according to the situation.
図9の符号(b)及び(c)は、図8の符号(b)と同様、その時のDGPの変化を表したものである。図9の(b)は、インジェクタバルブが固着していた場合のDGPの変化を示しており、図9の(c)は、インジェクタバルブが固着しておらず正常に開動作した場合のDGPの変化を示している。 Symbols (b) and (c) in FIG. 9 represent changes in DGP at that time, as in symbol (b) in FIG. FIG. 9B shows a change in DGP when the injector valve is fixed, and FIG. 9C shows the DGP when the injector valve is not fixed and the valve opens normally. It shows a change.
図9の(a)に示すように時刻t0で通電を開始するが、図9の(b)に示すように、インジェクタバルブが固着している場合、通常の駆動力(インジェクタ特性チェック制御ステップ1Bの通電時間)の時間帯、即ち、時刻t1よりも前の時点では開かない。図9の(b)に示すように、通常の駆動力に対応する時刻t1では、DGPは低下せずP1のままとなる。駆動力の増大(通電時間の延長)対応する、t1よりも後の時間帯において、インジェクタバルブが開いて、DGPが低下している。 Energization is started at time t0 as shown in FIG. 9A, but when the injector valve is fixed as shown in FIG. 9B, normal driving force (injector characteristic check control step 1B). In the energizing time), that is, at a time point before the time t1. As shown in FIG. 9B, at time t1 corresponding to the normal driving force, DGP does not decrease and remains P1. In a time zone after t1 corresponding to an increase in driving force (extension of energization time), the injector valve is opened and DGP is lowered.
一方、インジェクタバルブが固着していない場合には、図9の(c)に示すように、通常の駆動力(インジェクタ特性チェック制御ステップ1Bの通電時間)の時間帯、即ち、時刻t1よりも前の時点において、正常に開動作を行い、ガスインジェクタ20からガスが噴射されるためDGPは一時的に低下してP2となる。インジェクタ20の電磁コイルへの通電期間(通常の駆動力の通電時間)T0の中間付近でガス圧は低下のピークに達し再び上昇するが、これは噴射によりガス圧が低下すると、プレッシャーレギュレータ14が調整してガス圧力を上げるためである。時刻t2で通電が終了すればバルブは閉じるので、DGPはすぐにP1となる。
On the other hand, when the injector valve is not fixed, as shown in FIG. 9C, the time zone of the normal driving force (energization time of the injector characteristic check control step 1B), that is, before the time t1. At this time, the opening operation is normally performed, and the gas is injected from the
次に、図7を参照して、第3実施形態の動作について説明する。以下においては、第3実施形態の動作において、第1実施形態の動作と異なる点について説明する。 Next, the operation of the third embodiment will be described with reference to FIG. In the following, differences in the operation of the third embodiment from the operation of the first embodiment will be described.
[ステップS20B]
ステップS20Bでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1Bが開始される。このインジェクタ特性チェック制御ステップ1Bが開始されると、別ルーチンで、デリバリガス圧力(DGP)が積算される。即ち、ECU1では、図8の時刻t1でのデリバリガス圧力センサ18の検出圧力(DGP)が入力され、その検出圧力(DGP)が積算される。その場合、固着があるガスインジェクタ20の時刻t1での検出圧力(DGP)は、P1となり、固着が無いガスインジェクタ20の時刻t1での検出圧力(DGP)も、同様にP1となる。また、ステップS20Bでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1B開始フラグ(exinjck1B)が立てられる。
[Step S20B]
In step S20B, the
[ステップS60B]
ステップS60Bでは、ECU1による、インジェクタ特性チェック制御ステップ1Bの制御が終了する。即ち、デリバリガス圧力(DGP)の積算が終了される。ステップS60Bでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1B開始フラグ(exinjck1B)がリセットされる。ステップS60Bの次には、ステップS70Bが行われる。
[Step S60B]
In step S60B, the control of the injector characteristic check control step 1B by the
[ステップS70B]
ステップS70Bでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ1Bにおいて積算されたデリバリガス圧力(DGP)に基づいて、平均デリバリガス圧力(dldgp1)が算出される。ステップS70Bの次には、ステップS80Bが行われる。
[Step S70B]
In step S70B, the
[ステップS80B]
ステップS80Bでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ2Bが開始される。このインジェクタ特性チェック制御ステップ2Bが開始されると、別ルーチンで、電磁コイルに対する通電時間の延長により、ガスインジェクタ20の駆動力がアップされ、その状態でのデリバリガス圧力(DGP)の積算が開始される。即ち、ECU1では、図9の時刻t2でのデリバリガス圧力センサ18の検出圧力(DGP)が入力され、その検出圧力(DGP)が積算される。その場合、固着があるガスインジェクタ20の時刻t2での検出圧力(DGP)は、P2となり、固着が無いガスインジェクタ20の時刻t2での検出圧力(DGP)は、P1となる。また、ステップS80Bでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ2B開始フラグ(exinjck2B)が立てられる。
[Step S80B]
In step S80B, the
[ステップS110B]
ステップS110Bでは、ECU1による、インジェクタ特性チェック制御ステップ2Bが終了する。即ち、ガスインジェクタ20の駆動力(電磁コイルへの通電時間)が通常時の値に戻され、デリバリガス圧力(DGP)の積算が終了する。
[Step S110B]
In step S110B, the injector characteristic check control step 2B by the
[ステップS120B]
ステップS120Bでは、ECU1により、インジェクタ特性チェック制御ステップ2Bにおいて積算されたデリバリガス圧力(DGP)に基づいて、平均デリバリガス圧力(dldgp2)が算出される。
[Step S120B]
In step S120B, the
[ステップS130B]
ステップS130Bでは、ECU1により、通常通電時の平均デリバリガス圧力(dldgp1)とガスインジェクタ20の駆動力がアップされたときの平均デリバリガス圧力(dldgp2)とが比較される。
[Step S130B]
In step S130B, the
固着があるガスインジェクタ20のdldgp1は、P1近傍となり、固着が無いガスインジェクタ20のdldgp1は、P1近傍となる。固着があるガスインジェクタ20のdldgp2は、P2近傍となり、固着が無いガスインジェクタ20のdldgp2は、P1近傍となる。よって、固着があるガスインジェクタ20のdldgp1−dldgp2>0となり、固着が無いガスインジェクタ20のdldgp1−dldgp2≒0となる。
The lddgp1 of the
ステップS130Bの比較の結果、通常通電時の平均デリバリガス圧力(dldgp1)よりも、ガスインジェクタ20の駆動力がアップされたときの平均デリバリガス圧力(dldgp2)が、所定値(G)を超えて小さい場合(ステップS130B−Y)には、ステップS140Bが行われる。
As a result of the comparison in step S130B, the average delivery gas pressure (dldgp2) when the driving force of the
一方、ステップS130Bの比較の結果、通常通電時の平均デリバリガス圧力(dldgp1)よりも、ガスインジェクタ20の駆動力がアップされたときの平均デリバリガス圧力(dldgp2)が、所定値(G)を超えて小さくない場合(ステップS130B−N)には、本制御フローはリターンされる。
On the other hand, as a result of the comparison in step S130B, the average delivery gas pressure (dldgp2) when the driving force of the
[ステップS140B]
ステップS140Bでは、ECU1により、ガスインジェクタ20の駆動力アップにより燃焼変動が改善された、即ち、ガスインジェクタ20の特性変化があると判断されて、ガスインジェクタ20に特性変化が生じている旨がユーザに告知される。そのユーザへの告知は、警告灯5bの点灯により行われることができる。
[Step S140B]
In step S140B, the
なお、上記のステップS20Bのインジェクタ特性チェック制御ステップ1Bの別ルーチンで、ECU1では、図8の時刻t1でのデリバリガス圧力センサ18の検出圧力(DGP)が入力され、その検出圧力(DGP)が積算されると説明した。これに代えて、上記のステップS20Bのインジェクタ特性チェック制御ステップ1Bの別ルーチンでは、図8の時刻t0とt1の中間時点(固着が無いガスインジェクタ20のデリバリガス圧力がP2になる時点)でのデリバリガス圧力センサ18の検出圧力(DGP)が入力され、その検出圧力(DGP)が積算される構成が採用されることができる。その場合、固着があるガスインジェクタ20の検出圧力(DGP)は、P1となり、固着が無いガスインジェクタ20の検出圧力(DGP)は、同様にP2となる。そして、ステップS130Bにおいては、固着があるガスインジェクタ20のdldgp1は、P1近傍となり、固着が無いガスインジェクタ20のdldgp1は、P2近傍となる。固着があるガスインジェクタ20のdldgp2は、P2近傍となり、固着が無いガスインジェクタ20のdldgp2は、P1近傍となる。よって、固着があるガスインジェクタ20のdldgp1−dldgp2>0となり、固着が無いガスインジェクタ20のdldgp1−dldgp2<0となる。
In the other routine of the injector characteristic check control step 1B in step S20B described above, the
第3実施形態によれば、ガスインジェクタ20の駆動力を増大させることによって、デリバリガス圧力によって示される燃焼変動が抑制される場合には、ガスインジェクタ20の特性変化が起きていると判断される。
According to the third embodiment, when the combustion fluctuation indicated by the delivery gas pressure is suppressed by increasing the driving force of the
次に、図10を参照して、第4実施形態について説明する。
第4実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, description of parts common to the above embodiment is omitted.
上記1〜3実施形態においては、ガスインジェクタ20の駆動力を増大させる前後において、燃焼変動が抑制されるか否かによって、ガスインジェクタ20に特性変化が生じているか否かを検出した。これに対して、第4実施形態においては、ガスインジェクタ20の開閉タイミングの遅れによって、ガスインジェクタ20に特性変化が生じているかを検出することができる。
In the first to third embodiments, whether or not a characteristic change has occurred in the
図10に示すように、ガスインジェクタ20にオイルによる固着の問題が生じている場合には、固着の問題が生じていない場合に比べて、ガスインジェクタ20の(インジェクタバルブの)開閉タイミングの遅れ量が大きくなる。図10の符号(a)は、ECU1からガスインジェクタ20への開閉指令の信号を示しいる。その開閉指令信号は、矩形波の信号であり、その立ち上がりの時刻t1にて、ガスインジェクタ20の開が指示され、その立下りの時刻t2にて、ガスインジェクタ20の閉が指示される。
As shown in FIG. 10, when the problem of sticking due to oil has occurred in the
図10の符号(b)の実線は、ガスインジェクタ20にオイルによる固着の問題が生じていない場合の開度を示している。固着がない場合であっても、図10の(a)の開閉指令信号の開の時刻t1及び閉の時刻t2に対して、それぞれ応答遅れをもって、ガスインジェクタ20が開及び閉のそれぞれの状態となる。
The solid line of the code | symbol (b) of FIG. 10 has shown the opening degree when the problem of the adhesion | attachment by the oil to the
図10の符号(b)の二点鎖線は、ガスインジェクタ20にオイルによる固着の問題が生じている場合の開度を示している。固着がある場合には、図10の(a)の開閉指令信号の開の時刻t1及び閉の時刻t2に対して、それぞれ、固着がない場合に比べて、より大きな応答遅れをもって、ガスインジェクタ20が開及び閉のそれぞれの状態となる。言い換えれば、ガスインジェクタ20に固着の問題が生じている場合には、それぞれ、固着がない場合に比べて、開閉タイミングが遅れる。
The two-dot chain line of the symbol (b) in FIG. 10 indicates the opening when the
ガスインジェクタ20に固着がある場合のガスインジェクタ20の開及び閉のそれぞれの応答遅れ量は、オイルの付着位置によっても異なる。また、ガスインジェクタ20に固着がある場合のガスインジェクタ20の開及び閉のそれぞれの応答遅れ量は、ECU1からの開閉指令信号が出力される度に行われる。
The response delay amounts of opening and closing of the
第4実施形態では、ガスインジェクタ20の駆動力を増大させる前と後のそれぞれにおいて、図10の(a)のECU1からの開閉指示指令に対する(b)のガスインジェクタ20の開閉タイミングの遅れ量の差が大きい場合には、ガスインジェクタ20に特性の変化が起きていると判断され、ユーザに告知される。
In the fourth embodiment, before and after the driving force of the
即ち、ガスインジェクタ20の駆動力を増大させる前の、ECU1からの開閉指示指令に対する(b)のガスインジェクタ20の開閉タイミングの遅れ量に比べて、ガスインジェクタ20の駆動力を増大させた後の、その遅れ量が大幅に低減された場合には、インジェクタの駆動力アップによりガスインジェクタ20の固着の問題が解消された(ガスインジェクタ20の特性変化がある)と判断される。
That is, after increasing the driving force of the
第4実施形態によれば、ガスインジェクタ20の駆動力を増大させることによって、開閉指令に対するガスインジェクタ20の開閉タイミングの遅れ量、又は開閉タイミング自体によって示される燃焼変動が抑制される場合には、ガスインジェクタ20の特性変化が起きていると判断される。
According to the fourth embodiment, when the driving force of the
なお、上記の実施形態は、適宜組合わせることができる。例えば、エンジン回転変動率と燃焼圧の両方に基づいて、又は、エンジン回転変動率とインジェクタの開閉タイミングの両方に基づいて、ガスインジェクタ20の特性変化が起きているか否かを判定することができる。
In addition, said embodiment can be combined suitably. For example, it is possible to determine whether or not the characteristic change of the
1 ECU
5a 警告灯
17 デリバリパイプ
18 デリバリガス圧力センサ
20 ガスインジェクタ
21 エンジン
26 燃焼圧センサ
28 エンジン回転数センサ
35 スロットルセンサ
39 スタータスイッチ信号発生器
1 ECU
Claims (9)
インジェクタが所定の駆動力で駆動される第1状態での前記インジェクタの開閉動作に関する特性値と、前記第1状態よりも前記インジェクタの駆動力が増加された第2状態での前記インジェクタの開閉動作に関する特性値とに基づいて、前記インジェクタに不具合が生じていることを検出する
ことを特徴とするインジェクタの不具合検出装置。 An injector malfunction detection device for detecting malfunctions occurring in an injector used in an internal combustion engine for gas fuel,
Characteristic values relating to the opening / closing operation of the injector in the first state in which the injector is driven with a predetermined driving force, and the opening / closing operation of the injector in the second state in which the driving force of the injector is increased as compared with the first state. An injector failure detection device that detects that a failure has occurred in the injector based on a characteristic value related to the injector.
前記インジェクタの開閉動作に関する特性値は、前記インジェクタによる燃料の噴射に関する噴射特性値である
ことを特徴とするインジェクタの不具合検出装置。 The injector malfunction detection device according to claim 1,
The injector failure detection device, wherein the characteristic value related to the opening / closing operation of the injector is an injection characteristic value related to fuel injection by the injector.
前記噴射特性値は、前記インジェクタが設けられたエンジンの、エンジン回転数の変動、燃焼圧、及び燃料圧力の少なくともいずれか一つである
ことを特徴とするインジェクタの不具合検出装置。 In the injector malfunction detection device according to claim 2,
The injector failure detection device, wherein the injection characteristic value is at least one of fluctuations in engine speed, combustion pressure, and fuel pressure of an engine provided with the injector.
前記インジェクタの開閉動作に関する特性値は、前記インジェクタの開閉タイミングに関する特性値である
ことを特徴とするインジェクタの不具合検出装置。 The injector malfunction detection device according to claim 1,
The injector failure detection device, wherein the characteristic value related to the opening / closing operation of the injector is a characteristic value related to the opening / closing timing of the injector.
前記検出のための動作は、前記インジェクタが設けられたエンジンの始動直後に行われる
ことを特徴とするインジェクタの不具合検出装置。 In the injector malfunction detection device according to any one of claims 1 to 4,
The operation for the detection is performed immediately after the start of the engine provided with the injector.
前記第1状態よりも前記インジェクタの駆動力が増加された第2状態は、前記インジェクタが設けられたエンジンの水温が所定値よりも低いときに、生成される
ことを特徴とするインジェクタの不具合検出装置。 In the malfunction detection apparatus of the injector of any one of Claim 1 to 5,
The second state in which the driving force of the injector is increased as compared to the first state is generated when the water temperature of the engine provided with the injector is lower than a predetermined value. apparatus.
前記第1状態よりも前記インジェクタの駆動力が増加された第2状態は、前記第1状態での前記インジェクタの開閉動作に関する特性値に基づいて、生成される
ことを特徴とするインジェクタの不具合検出装置。 In the injector malfunction detection device according to any one of claims 1 to 6,
Injector failure detection, wherein the second state in which the driving force of the injector is increased as compared to the first state is generated based on a characteristic value relating to the opening / closing operation of the injector in the first state. apparatus.
前記インジェクタにおける不具合の発生に関する前記検出の結果は、ユーザに対して報知される
ことを特徴とするインジェクタの不具合検出装置。 In the injector malfunction detection device according to any one of claims 1 to 7,
The failure detection apparatus for an injector, wherein the detection result regarding the occurrence of the failure in the injector is notified to a user.
前記検出された前記インジェクタの不具合の程度によって、前記検出の結果が、ユーザに対して報知されるか、又は前記インジェクタが設けられたエンジンのECUに格納されるかが決定される
ことを特徴とするインジェクタの不具合検出装置。 The injector malfunction detection device according to claim 8,
Whether the detected result is notified to the user or stored in the ECU of the engine provided with the injector is determined according to the detected malfunction of the injector. Injector malfunction detection device.
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