JP2007138772A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃圧センサの異常時にもインジェクタを確実に駆動できる過励磁電流時間を設定できる燃料噴射制御装置を得る。
【解決手段】燃料供給制御部８は、各種センサの信号により燃料供給量を演算しインジェクタ開弁信号を出力するインジェクタ開弁信号発生手段２０、燃圧センサの信号により第１駆動電流供給時間を設定し第１駆動電流供給信号を出力する第１駆動電流供給信号発生手段２１、インジェクタ開弁信号と第１駆動電流供給信号に基づく第１駆動電流を供給し、その後、インジェクタ開弁信号に基づき第１駆動電流より低い第２駆動電流を供給する第１及び第２駆動電流供給手段２２及び２３、燃圧センサの故障を検出する燃圧センサ故障検出手段２４を備え、第１駆動電流供給信号発生手段２１は、燃圧センサの故障を検出した場合に、第１駆動電流供給時間を、内燃機関の最大燃圧においてもインジェクタが開弁できる固定時間に設定する。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両用内燃機関に使用され、高圧燃料ポンプから吐出される燃料の圧力に対応して燃料噴射用電磁弁を高速駆動する燃料噴射制御装置に関するものである。

車両用内燃機関に燃料を供給する燃料噴射装置としては、内燃機関の運転状態を検出するセンサ群の信号に基づいて供給する燃料噴射量を演算し、燃料噴射弁の開弁時期と開弁期間とを決定して開弁信号を出力する開弁信号発生手段と、この開弁信号発生手段の信号に応じて燃料噴射弁の駆動用電磁コイルに高電圧を印加して急速開弁駆動した後に低電流により開弁保持を行う給電制御手段と、可変圧力の高圧燃料を燃料噴射弁から内燃機関に供給する燃料ポンプと、センサ群や制御手段などに電力を供給する主電源と、この主電源の電圧を昇圧して開弁時に燃料噴射弁の電磁コイルに電流を供給する補助電源などから構成されるものが広く使用されている。

例えば、噴射燃料の燃料圧を調整する燃圧レギュレータと、インジェクタの電磁コイルに通電して弁体を開閉駆動するインジェクタ駆動手段と、内燃機関の回転速度と吸気量及び燃圧とに応じて燃圧レギュレータ及びインジェクタ駆動手段を制御する噴射制御手段とを備え、噴射制御手段は、電磁コイルの励磁時間を設定する噴射タイマと、通電の初期に過励磁電流を供給する過励磁タイマと、燃圧に応じて過励磁タイマを可変設定する過励磁期間制御部とを有し、燃圧が高くなるほど長くなるように過励磁期間を可変設定する燃料噴射装置がある（例えば、特許文献１参照）。

ここで、インジェクタの噴射パルス時間に対する噴射量の直線性を拡大するためには、インジェクタの弁体のＯＮ・ＯＦＦ時の動作時間を短縮して弁体を高精度に開閉制御する必要がある。インジェクタの弁体のＯＮ時間は電流が大きいほど短縮でき、ＯＦＦ時間は電流が小さいほど短縮できる。これに従い、インジェクタの弁体開弁時においては、インジェクタ駆動手段により、インジェクタの弁体駆動用の電磁コイルに所定の過励磁電流を急峻な勾配で供給するとともに、弁体のＯＮ動作がほぼ完了するまでの期間にわたって、過励磁電流の供給を確保する。一方、弁体のＯＮ動作が完了した後は、電磁コイルの電磁的吸引力が大きくなるので、インジェクタの弁体の全開状態を保持するためには、過励磁電流よりも小さい必要最小限の保持電流を電磁コイルに供給すればよい。

ただし、過励磁電流の供給時間を長めに設定してしまうと、噴射期間が短い場合、インジェクタＯＦＦ時に高電流にて駆動されているため、弁のＯＦＦ時間が長くなってしまう状態が発生する。したがって、過励磁電流供給時間は極力短く設定する方が良い。インジェクタの開弁時間は、弁の構造上燃圧が高いほど長くなるため、燃圧に応じて過励磁時間を変更し、インジェクタ開弁に必要最小限の過励磁時間を設定し最適な制御を行っている。

特開２０００−３０３８８２号公報

上述した特許文献１に記載された技術は、燃圧に応じて過励磁時間を変更し、インジェクタの弁体のＯＮ・ＯＦＦ時の動作時間を短縮して弁体を高精度に開閉制御するものであるが、過励磁時間を設定するための燃圧センサが故障した場合、燃料噴射弁に供給される燃料圧力が正確に認識できなくなるため、過励磁時間の設定が不適切となる。過励磁時間が不適切な場合には、最悪、燃料噴射弁が開弁せず、燃料供給が出来ない状態が発生するという問題がある。

この発明は、上記問題に対して、燃圧センサの異常時においても、インジェクタを確実に駆動できる過励磁電流時間を設定できる燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明に係る燃料噴射制御装置は、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタと、前記インジェクタへ供給される燃料圧力を検出する燃圧センサと、内燃機関の運転状態を検出するための各種センサと、前記燃圧センサおよび前記各種センサからの信号に基づいて燃料供給量を演算し前記インジェクタを駆動制御する燃料供給制御部とを備え、前記燃料供給制御部は、前記各種センサからの信号に基づいて燃料供給量を演算し、前記インジェクタの開弁信号を出力するインジェクタ開弁信号発生手段と、前記燃圧センサからの信号に基づいてインジェクタ開弁時期に第１駆動電流を供給する第１駆動電流供給時間を設定し、第１駆動電流供給信号を出力する第１駆動電流供給信号発生手段と、前記インジェクタ開弁信号発生手段からのインジェクタ開弁信号と前記第１駆動電流供給信号発生手段からの第１駆動電流供給信号とに基づいて前記インジェクタに第１駆動電流を供給する第１駆動電流供給手段と、前記第１駆動電流供給後、前記インジェクタ開弁信号発生手段からのインジェクタ開弁信号に基づいて前記インジェクタに前記第１駆動電流より低い第２駆動電流を供給する第２駆動電流供給手段と、前記燃圧センサからの信号に基づいて当該燃圧センサの故障を検出する燃圧センサ故障検出手段とを有し、前記第１駆動電流供給信号発生手段は、前記燃圧センサ故障検出手段が前記燃圧センサの故障を検出した場合に、前記第１駆動電流供給時間を所定の固定時間に設定することを特徴とする。

この発明によれば、燃圧センサの故障時に、インジェクタへ供給される燃圧が最大の状態においてもインジェクタが開弁可能な時間となるような固定時間に設定することにより、インジェクタを確実に駆動できる電流を供給することができる。

図１は、この発明に係る燃料噴射制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示す燃料噴射制御装置は、共通の燃料配管２内に設けられて、内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴射する複数のインジェクタ１と、高圧配管７を介してインジェクタ１に燃料を供給する高圧燃料ポンプ３と、内燃機関の燃料を貯蓄する燃料タンク４と、燃料タンク４内の燃料を高圧燃料ポンプ３に低圧配管６を介して供給する低圧フィードポンプ５とを備える。ここで、前記燃料配管２は、高圧燃料ポンプ３から供給される加圧燃料を貯留し各インジェクタ１に分配する機能を有する。

また、前記燃料噴射制御装置は、内燃機関への燃料供給を制御する燃料供給制御部８と、エンジン負荷・エンジン状態を検出する各種センサ９と、燃料配管２内の燃料圧力を検出する燃圧センサ１０とを備えており、前記燃料供給制御部８は、各種センサ９からの信号および燃圧センサ１０からの信号に基づいてインジェクタ１を制御するための燃料供給量の演算を行い、インジェクタ１の駆動制御を行うことで内燃機関の運転を実施する。

図２は、燃料供給制御部８の内部構成を示すブロック図である。図２に示されるように、燃料供給制御部８は、各種センサ９からの検出信号により内燃機関の運転状態に基づき燃料供給量を演算しインジェクタ開弁信号を出力するインジェクタ開弁信号発生手段２０と、燃圧センサ１０からの検出信号に基づいてインジェクタ開弁時期に第１駆動電流を供給する第１駆動電流供給時間を設定し第１駆動電流供給信号を出力する第１駆動電流供給信号発生手段２１と、インジェクタ開弁信号発生手段２０からのインジェクタ開弁信号と第１駆動電流供給信号発生手段２１からの第１駆動電流供給信号とに基づいて第１駆動電流を供給する第１駆動電流供給手段２２と、第１駆動電流供給手段２２と共にインジェクタ１への電流供給手段を構成するものであり、インジェクタ開弁信号発生手段２０からのインジェクタ開弁信号に基づいて、第１駆動電流供給後、第１駆動電流より低い第２駆動電流を供給する第２駆動電流供給手段２３と、燃圧センサ１０の故障を検出する燃圧センサ故障検出手段２４とを有する。

ここで、燃圧センサ故障検出手段２４は、燃圧センサ１０からの検出信号を定期的にモニタし、燃圧センサ１０の検出信号が異常値であった場合、燃圧センサ１０の故障と判断するようになされ、故障検出手段２４が燃圧センサ１０の故障を検出した場合は、燃圧センサ故障検出信号が第１駆動電流供給信号発生手段２１に送られる。そして、第１駆動電流供給信号発生手段２１は、燃圧センサ故障検出手段２４から燃圧センサ１０の故障検出信号が送られてきたときには、燃圧センサ１０の検出信号に応じた設定される第１駆動電流供給時間ではなく、内燃機関の最大燃圧においてもインジェクタ１が開弁できる第１駆動電流供給時間を出力する。

次に、図３を参照してインジェクタ１への電流供給を説明する。図３において、（ａ）はインジェクタ開弁信号発生手段２０からのインジェクタ開弁信号を示し、（ｂ）は第１駆動電流供給信号発生手段２１からの第１駆動電流供給信号を示し、（ｃ）は第１駆動電流供給手段２２と第２駆動電流供給手段２３とによりインジェクタ１へ供給されるインジェクタ駆動電流を示している。

図３（ａ）−（ｃ）に示すように、インジェクタ１への電流供給は、インジェクタ開弁信号発生手段２０からのインジェクタ開弁信号と第１駆動電流供給信号発生手段２１からの第１駆動電流供給信号に基づいて第１駆動電流供給手段２２から第１駆動電流が供給される。この第１駆動電流によりインジェクタ１を高速で開弁させる。次に、第１駆動電流供給信号がＯＦＦされた後、第２駆動電流供給手段２３からインジェクタ開弁信号に基づいて第２駆動電流が供給される。この第２駆動電流は、インジェクタ１の開弁を保持できる電流で、第１駆動電流より小さい電流となる。

図４には、第１駆動電流供給信号発生手段２１にて設定される燃圧と第１駆動電流供給信号の関係を示す。第１駆動電流供給信号は、燃圧が高いほど長い時間出力するようになっている。これは、インジェクタ１の開弁時間が、弁の構造上、燃圧によって変わり、燃圧が高いほど、長い時間を要するためである。第１駆動電流供給信号発生手段２１は、インジェクタ１を開弁する必要最小限の第１駆動電流の供給により、ＯＦＦ時の応答性を確保し、また、消費電流を抑えるため、本関係により各燃圧で最適な過励磁時間を設定する。

ここで、燃圧センサ１０が故障した場合について説明する。燃圧センサ１０が故障した場合は、図４に示すように、第１駆動電流供給時間を内燃機関の最大燃圧においてもインジェクタ１が開弁できる固定値とする。燃圧センサ１０が故障すると、インジェクタ１に供給される燃料圧力が燃圧センサ１０の検出信号では正確に認識できなくなる。これにより、燃圧センサ１０の検出信号による第１駆動電流供給の設定が不適切な値となり、最悪、燃料噴射弁が開弁せず、燃料供給が出来ない状態が発生する。この状況を回避するため、燃圧センサ故障検出手段２４が燃圧センサ１０の故障を検出し、燃圧センサ故障信号を出力した場合に本処置を実施する。

次に、第１駆動電流供給信号発生手段２１による第１駆動電流供給時間の設定を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。まず、ステップ５０１にて燃圧センサ１０の検出信号により燃圧を読み込む。次に、ステップ５０２へ進み、燃圧センサ故障検出手段２４による燃圧センサ１０の故障検出信号により燃圧センサ１０が故障と判定されているか確認する。燃圧センサ１０が故障でなければ、ステップ５０３へ進み、第１駆動電流供給時間は、燃圧を軸にしたテーブルデータから第１駆動電流供給時間を設定する。ステップ５０２にて燃圧センサ１０が故障であった場合は、ステップ５０４へ進み、燃圧センサ１０の故障時の第１駆動電流供給時間を設定する。

以上により、燃圧センサ１０の検出信号により第１駆動電流供給時間を最適化したシステムにおいて、燃圧センサ１０が故障した場合においても、インジェクタ１を確実に駆動できる電流を供給することができる。

従って、上記実施の形態によれば、燃圧センサ１０の故障時に、インジェクタ１へ供給される燃圧が最大の状態においてもインジェクタ１が開弁可能な時間となるような固定時間に第１駆動電流供給時間を設定することにより、インジェクタ１を確実に駆動できる電流を供給することができる。

この発明に係る燃料噴射制御装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す燃料供給制御部８の内部構成を示すブロック図である。 インジェクタ開弁信号、第１駆動電流供給信号、及びインジェクタ駆動電流を示す波形図である。 第１駆動電流供給信号発生手段２１にて設定される燃圧と第１駆動電流供給信号の関係を示す図である。 第１駆動電流供給信号発生手段２１による第１駆動電流供給時間の設定を示すフローチャートである。

符号の説明

１ インジェクタ、２ 燃料配管、３ 高圧燃料ポンプ、４ 燃料タンク、５ 低圧フィードポンプ、６ 低圧配管、７ 高圧配管、８ 燃料供給制御部、９ 各種センサ、１０ 燃圧センサ、２０ インジェクタ開弁信号発生手段、２１ 第１駆動電流供給信号発生手段、２２ 第１駆動電流供給手段、２３ 第２駆動電流供給手段、２４ 燃圧センサ故障検出手段。

Claims (2)

1. 内燃機関に燃料を噴射するインジェクタと、
   前記インジェクタへ供給される燃料圧力を検出する燃圧センサと、
   内燃機関の運転状態を検出するための各種センサと、
   前記燃圧センサおよび前記各種センサからの信号に基づいて燃料供給量を演算し前記インジェクタを駆動制御する燃料供給制御部と
   を備え、
   前記燃料供給制御部は、
   前記各種センサからの信号に基づいて燃料供給量を演算し、前記インジェクタの開弁信号を出力するインジェクタ開弁信号発生手段と、
   前記燃圧センサからの信号に基づいてインジェクタ開弁時期に第１駆動電流を供給する第１駆動電流供給時間を設定し、第１駆動電流供給信号を出力する第１駆動電流供給信号発生手段と、
   前記インジェクタ開弁信号発生手段からのインジェクタ開弁信号と前記第１駆動電流供給信号発生手段からの第１駆動電流供給信号とに基づいて前記インジェクタに第１駆動電流を供給する第１駆動電流供給手段と、
   前記第１駆動電流供給後、前記インジェクタ開弁信号発生手段からのインジェクタ開弁信号に基づいて前記インジェクタに前記第１駆動電流より低い第２駆動電流を供給する第２駆動電流供給手段と、
   前記燃圧センサからの信号に基づいて当該燃圧センサの故障を検出する燃圧センサ故障検出手段と
   を有し、
   前記第１駆動電流供給信号発生手段は、前記燃圧センサ故障検出手段が前記燃圧センサの故障を検出した場合に、前記第１駆動電流供給時間を所定の固定時間に設定する
   ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 請求項１に記載の燃料噴射制御装置において、
   前記第１駆動電流供給信号発生手段は、前記燃圧センサ故障検出手段が前記燃圧センサの故障を検出した場合に、前記第１駆動電流供給時間を内燃機関の最大燃圧状態においても前記インジェクタが開弁可能な時間に設定する
   ことを特徴とする燃料噴射制御装置。

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