JP2008121594A - Fuel system abnormality detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料通路の目詰まり等の異常を検出する燃料系異常検出装置に関する。 The present invention relates to a fuel system abnormality detection device that detects an abnormality such as clogging of a fuel passage.
従来より、異物の噛み込み等により燃料ポンプがロックしたポンプ異常状態を検出する装置が知られている(特許文献1参照)。そして、特許文献1には特に記載されていないが、前記ポンプ異常の他にも、燃料ポンプに接続されて内燃機関に燃料を供給する燃料配管が目詰まりを起こしたり、燃料配管に接続されて燃料を噴射するインジェクタや燃料の圧力を調整する調圧レギュレータが目詰まりを起こす異常も生じうる。
そして、従来では、これらの燃料配管等の目詰まり異常を検出するために燃料圧力センサを設けており、この燃料圧力センサの検出値が異常に高くなった場合に、燃料配管等の目詰まり異常である旨を検出している。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus that detects an abnormal pump state in which a fuel pump is locked due to a foreign matter biting or the like (see Patent Document 1). Although not specifically described in
Conventionally, a fuel pressure sensor is provided to detect clogging abnormalities in these fuel pipes, etc. When the detected value of the fuel pressure sensor becomes abnormally high, clogging abnormalities in the fuel pipes etc. Is detected.
しかしながら、上記従来の構造では、燃料配管等の目詰まり異常を検出する専用の燃料圧力センサを設ける必要が生じ、しかもこのような燃料圧力センサは高価であるため大幅なコスト高を招いてしまう。
そこで、本発明の目的は、燃料ポンプ異常の他に燃料配管等の目詰まり異常を検出するにあたり、専用の燃料圧力センサを不要にした燃料系異常検出装置を提供することにある。
However, in the above-described conventional structure, it is necessary to provide a dedicated fuel pressure sensor for detecting an abnormal clogging of a fuel pipe or the like, and such a fuel pressure sensor is expensive, resulting in a significant increase in cost.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel system abnormality detection device that eliminates the need for a dedicated fuel pressure sensor when detecting a clogging abnormality in a fuel pipe or the like in addition to a fuel pump abnormality.
請求項1記載の発明では、空燃比の値が異常に大きい値であると判定され、かつ、ブラシレスモータの回転数の値が正常であると判定された場合に、燃料配管および燃料流れ制御部材のうち少なくとも一つが異常状態であると判定する。
そのため、燃料噴射量を制御するために必要な空燃比検出手段を利用するとともに、ブラシレスモータの駆動を制御するために必要な回転位置検出手段を利用して、燃料配管および燃料流れ制御部材のうち少なくとも一つが異常状態であるか否かを検出することができる。よって、燃料ポンプ異常の他に燃料配管等の目詰まり異常を検出するにあたり、専用の燃料圧力センサを不要にできる。
According to the first aspect of the present invention, when it is determined that the value of the air-fuel ratio is an abnormally large value and the value of the rotational speed of the brushless motor is determined to be normal, the fuel pipe and the fuel flow control member It is determined that at least one of them is in an abnormal state.
Therefore, the fuel pipe and the fuel flow control member are used by utilizing the air-fuel ratio detection means necessary for controlling the fuel injection amount and the rotational position detection means necessary for controlling the drive of the brushless motor. It is possible to detect whether at least one is in an abnormal state. Therefore, a dedicated fuel pressure sensor can be dispensed with when detecting a clogging abnormality in the fuel pipe in addition to the fuel pump abnormality.
請求項2記載の発明では、印加電圧に対する回転数の値が所定範囲内であれば燃料ポンプは正常であると判定し、請求項3記載の発明では、印加電圧に対する回転数の値が所定範囲外であれば燃料ポンプは異常状態であると判定する。そのため、印加電圧に対する回転数の値が所定の下限値よりも大きい場合に燃料ポンプの正常を判定し、所定の下限値よりも小さい場合に燃料ポンプは異常状態であると判定する制御に比べて、印加電圧に対する回転数の値が過大である場合をも異常状態であると判定することができる。よって、燃料ポンプの正常、異常を確実に検出できる。
In the invention according to
請求項5記載の発明では、燃料系異常判定手段により異常判定がされた場合、或いは、ポンプ異常判定手段により異常判定がされた場合には、モータ制御手段は、ブラシレスモータの回転を一旦停止させた後再起動する。これによれば、ポンプが一端停止した後再起動させることにより燃料の圧力の脈動が発生するので、この脈動により、各部にて目詰まりした異物が除去されることを促進できる。 In the invention according to claim 5, when the abnormality determination is performed by the fuel system abnormality determination unit or when the abnormality determination is performed by the pump abnormality determination unit, the motor control unit temporarily stops the rotation of the brushless motor. Then restart. According to this, since the pulsation of the fuel pressure is generated by restarting the pump after the pump is stopped once, it is possible to promote the removal of the clogged foreign matter at each part by the pulsation.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る燃料系異常検出装置のハード構成を示すブロック図であり、ECU(電子制御装置)10および駆動回路20により燃料ポンプ30は駆動制御される。燃料ポンプ30は、ブラシレスモータ31およびポンプ部32を有する。ポンプ部32は、ブラシレスモータ31により回転駆動するインペラー321を有しており、インペラー321の回転にともない燃料が吸入、昇圧される。ポンプ部32により昇圧されて燃料ポンプ30から吐出される燃料は、調圧レギュレータ33(燃料流れ制御部材)により圧力調整される。そして、調圧レギュレータ33により圧力調整された燃料は、燃料配管34を流通し、エンジン(内燃機関)の燃焼室に吸入される吸気に燃料を噴射するインジェクタ50(燃料流れ制御部材)に供給される。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of the fuel system abnormality detection device according to the first embodiment, and the
そして、ECU10は、エンジン回転数およびスロットル開度等に基づき目標噴射量を算出し、インジェクタ50からの燃料噴射量が目標噴射量となるようにインジェクタ50の作動を制御する。また、エンジンの排気通路には空燃比検出手段としての酸素濃度センサ40が設けられており、酸素濃度の検出値はECU10に入力される。
Then, the ECU 10 calculates a target injection amount based on the engine speed, the throttle opening, and the like, and controls the operation of the
ECU10は、酸素濃度センサ40からの酸素濃度の検出値に基づき、燃焼室に吸入される混合気の空燃比A/Fを検出する。そして、ECU10は、検出された空燃比A/Fが理想空燃比に近づくように目標噴射量をフィードバック補正するための補正係数FAFを算出し、所謂空燃比フィードバック補正制御を実行する。
すなわち、検出された空燃比A/Fの値が理想空燃比よりも大きければ、補正係数FAFの値を大きくして燃料噴射量を増大させるようにフィードバック補正する。一方、検出された空燃比A/Fの値が理想空燃比よりも小さければ、補正係数FAFの値を小さくして燃料噴射量を減少させるようにフィードバック補正する。
The
That is, if the detected value of the air-fuel ratio A / F is larger than the ideal air-fuel ratio, feedback correction is performed so as to increase the fuel injection amount by increasing the value of the correction coefficient FAF. On the other hand, if the detected air-fuel ratio A / F is smaller than the ideal air-fuel ratio, feedback correction is performed so as to decrease the fuel injection amount by decreasing the value of the correction coefficient FAF.
燃料ポンプ30には、ブラシレスモータ31の回転位置を検出する回転位置検出手段としてのホール素子312が設けられている。ECU10は、ホール素子312の検出信号に基づき駆動回路20の作動を制御する。そして、駆動回路20は複数のスイッチング回路を有しており、ブラシレスモータ31の各巻線311に駆動電圧が順次印加されるようにスイッチング回路を作動させる。
なお、このように駆動回路20の作動を制御しているときのECU10および駆動回路20は、特許請求の範囲に記載の「モータ制御手段」に相当する。
The
The
次に、ECU10が燃料系異常を検出する方法を、図2〜図4を用いて説明する。
図2は、ECU10による制御を示すフローチャートであり、先ず、ステップS10にて、前述したフィードバック補正するための補正係数FAFの所定時間当たりの平均値FAFAVを算出する。次に、ステップS20に進み、補正係数平均値FAFAVが所定値α以上であるか否かを判定する。FAFAV≧αであれば(S20:Yes)、燃料系に異常が発生していることにより、実際に噴射されている燃料の噴射量が目標噴射量よりも少なくなっているとの異常が発生しているとみなし、燃料系異常検出カウンターの値CFAFALを1加算する。
Next, a method for detecting an abnormality in the fuel system by the
FIG. 2 is a flowchart showing control by the
次に、ステップS40に進み、CFAFALが所定値β以上であるか否かを判定する。燃料系に異常が発生してから所定時間以上経過して、CFAFAL≧βとなれば(S40:Yes)、図3に示す燃料系異常判定ルーチンS50を実行する。CFAFALの値がβに達していなれば(S40:No)処理はステップS10に戻る。
また、ステップS20において、FAFAV<αであれば(S20:No)、CFAFALの値をゼロにリセットして処理はステップS10に戻る。
なお、ステップS20、S40により、実際に噴射されている燃料の噴射量が目標噴射量よりも少なくなっているとの異常が発生しているか否かを判定しているときのECU10は、特許請求の範囲に記載の「燃料過少異常判定手段」に相当する。
Next, it progresses to step S40 and it is determined whether CFAFAL is more than predetermined value (beta). If CFAFAL ≧ β is satisfied after a predetermined time has elapsed since the occurrence of abnormality in the fuel system (S40: Yes), a fuel system abnormality determination routine S50 shown in FIG. 3 is executed. If the value of CFAFAL has not reached β (S40: No), the process returns to step S10.
In step S20, if FAFAV <α (S20: No), the value of CFAFAL is reset to zero, and the process returns to step S10.
Note that the
燃料系異常判定ルーチンS50が開始されると、先ず、ステップS510において、ホール素子312の検出値に基づき燃料ポンプ30の回転数NEFPを算出する。なお、このように回転数NEFPを算出しているときのECU10は、特許請求の範囲に記載の「回転数算出手段」に相当する。
その後、ステップS520において、ブラシレスモータ31の巻線311に印加されている電圧値VBFPを検出する。
When the fuel system abnormality determination routine S50 is started, first, in step S510, the rotational speed NEFP of the
Thereafter, in step S520, the voltage value VBFP applied to the winding 311 of the
ここで、燃料ポンプ30が正常に作動しているときのポンプ回転数NEFPとポンプ電圧値VBFPとの関係は、図4中の実線に示す如く一義的に決まる。そして、この実線に対して余裕を持たせた範囲が図4中の点線L1、L2で示す範囲であり、検出された電圧値VBFPに対する検出された回転数NEFPがこの範囲内であれば、燃料ポンプ30が正常に作動していると判定し、範囲外であれば、インペラー321に異物が噛み込む等のポンプ異常が発生していると判定する。
Here, the relationship between the pump speed NEFP and the pump voltage value VBFP when the
具体的には、ECU10には、図4に示すマップが予め記憶されており、ステップS530において、電圧値VBFPに対する回転数NEFPが、図4中の点線L2に示す下限値γ以上かつ点線L1に示す上限値δ以下であるか否かを判定する。回転数NEFPが所定範囲(γ≦VBFP≦δ)であれば(S530:Yes)、燃料ポンプ30には異常が発生していないとみなし、ステップS540にて燃料ポンプ30以外の燃料系が異常であると判定する。つまり、燃料配管34、インジェクタ50および調圧レギュレータ33のうち少なくとも一つに異物が詰まる等の異常が発生している燃料系異常と判定する。その後、ステップS550にて、燃料ポンプ30以外の燃料系が異常である旨を示すコードALCODE=1を出力する。
Specifically, the
一方、回転数NEFPが所定範囲外であれば(S530:No)、ステップS560にてポンプ異常が発生していると判定する。なお、ポンプ異常の例としては、インペラー321に異物が噛み込む場合、ベーパロックが発生している場合、インペラー321が逆回転している場合等が挙げられる。その後、ステップS570にて、燃料ポンプ30が異常である旨を示すコードALCODE=2を出力する。そして、各コードALCODE=1、2が出力されると、車両乗員に異常を報知するアラーム或いはダイアグランプを作動させる。コードALCODEが1か2であるかに応じて、ダイアグランプの点滅回数を替える等、異なる態様で報知する。
On the other hand, if the rotational speed NEFP is outside the predetermined range (S530: No), it is determined in step S560 that a pump abnormality has occurred. Examples of the pump abnormality include a case where foreign matter is caught in the
なお、ステップS10〜S50およびステップS510〜S520の制御を行った上、ステップS530により燃料ポンプ30の異常およびポンプ以外の異常を判定しているときのECU10は、特許請求の範囲に記載の「ポンプ異常判定手段」および「燃料系異常判定手段」に相当する。
In addition, after performing control of step S10-S50 and step S510-S520, ECU10 when determining abnormality of the
以上により、本第1実施形態によれば、インジェクタ50からの燃料噴射量を制御するために必要な酸素濃度センサ40を利用するとともに、ブラシレスモータ31の駆動を制御するために必要なホール素子312を利用して、燃料配管34およびインジェクタ50等の燃料ポンプ30以外の燃料系が異常であるか否かを判定することができる。よって、燃料ポンプ30以外の燃料系の異常を検出するにあたり、専用の燃料圧力センサを不要にできる。
As described above, according to the first embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係る燃料系異常検出装置の制御を、図5および図6を用いて以下に説明する。なお、第1実施形態と実質的に同一の処理ステップ部分には同一符号を付す。また、第2実施形態に係る燃料系異常検出装置のハード構成は第1実施形態と同様であり図1に示す通りである。また、第2実施形態に係る燃料系異常検出装置の異常検出制御において、図2に示す制御内容は第1実施形態と同様の制御内容であるため、説明を省略する。
(Second Embodiment)
The control of the fuel system abnormality detection device according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the process step part substantially the same as 1st Embodiment. The hardware configuration of the fuel system abnormality detection device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, as shown in FIG. In addition, in the abnormality detection control of the fuel system abnormality detection device according to the second embodiment, the control content shown in FIG. 2 is the same control content as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
本第2実施形態では、ステップS530にて回転数NEFPが所定範囲外であると判定され、ポンプ異常が発生していると判定された場合には、ECU10は、ブラシレスモータ31の回転を一旦停止させ、インペラー321が停止した後再起動させるといったポンプ再起動制御を実行する。
In the second embodiment, when it is determined in step S530 that the rotational speed NEFP is outside the predetermined range and it is determined that a pump abnormality has occurred, the
具体的には、図5に示すように、ステップS550、S570の処理の後ステップS580に進み、燃料ポンプ30が異常である旨を示すコードALCODE=2が出力されているか否かを判定する。そして、ALCODE=2が出力されていなければ(S580:No)処理はステップS10に戻り、ALCODE=2が出力されていれば(S580:Yes)、図6に示すポンプ再起動ルーチンS60を実行する。
Specifically, as shown in FIG. 5, after the processing of steps S550 and S570, the process proceeds to step S580, and it is determined whether or not a code ALCODE = 2 indicating that the
ポンプ再起動ルーチンS60が開始されると、先ず、ステップS610において、巻線311への電圧印加を停止して、燃料ポンプ30の駆動を停止させる。次に、ポンプ停止カウンターCFPSTOPを起動させ、ステップS620にてCFPSTOPが所定値μ以下であるか否かを判定する。巻線311への電圧印加を停止させてから未だ所定時間が経過しておらず、CFPSTOP≦μであれば(S620:Yes)、ステップS630にてポンプ停止カウンターCFPSTOPの値を1加算する。
When the pump restart routine S60 is started, first, in step S610, the voltage application to the winding 311 is stopped and the drive of the
その後、ポンプ停止カウンターCFPSTOPの値がゼロでなければ(S640:No)ステップS620、S630が繰り返し処理され、巻線311への電圧印加を停止させてから所定時間が経過してCFPSTOP>μとなると(S620:No)、所定時間経過によりインペラー321が完全に停止したとみなして、ステップS650にて巻線311への電圧印加を再開し、燃料ポンプ30を再起動させる。また、ステップS660にてポンプ停止カウンターCFPSTOPの値をゼロにリセットする。よって、その後のステップS640において肯定判定となり、処理はステップS510に戻る。
Thereafter, if the value of the pump stop counter CFPSTOP is not zero (S640: No), steps S620 and S630 are repeatedly performed, and when CFPSTOP> μ is satisfied after a predetermined time has elapsed after the voltage application to the winding 311 is stopped. (S620: No), it is assumed that the
以上により、本第2実施形態によれば、ステップS530にてポンプ異常が発生していると判定された場合には、ECU10は、ブラシレスモータ31の回転を一旦停止させ、インペラー321が停止した後再起動させるといったポンプ再起動制御を実行する。これにより、燃料ポンプ30が一端停止した後再起動させることにより燃料の圧力の脈動が発生するので、この脈動により、インペラー321等にて目詰まりした異物が除去されることを促進できる。
As described above, according to the second embodiment, when it is determined in step S530 that a pump abnormality has occurred, the
(他の実施形態)
上記各実施形態では、電圧値VBFPに対する回転数NEFPの検出値が所定範囲(γ≦VBFP≦δ)であるか否かに基づき燃料ポンプ30の異常発生有無を判定しているが、電圧値VBFPに対する回転数NEFPの検出値が、図4の点線L1に示す上限値よりも小さければ(VBFP≦δ)燃料ポンプ30の異常が発生しておらず、上限値を超えていれば燃料ポンプ30に異常が発生したと判定するようにしてもよい。また、電圧値VBFPに対する回転数NEFPの検出値が、図4の点線L2に示す下限値よりも大きければ(γ≦VBFP)燃料ポンプ30の異常が発生しておらず、下限値を下回っていれば燃料ポンプ30に異常が発生したと判定するようにしてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, whether or not an abnormality has occurred in the
また、図2〜図6に示す異常検出制御を、車両が以下の運転状態のときに実行するようにして好適である。すなわち、例えば、車両が時速40km/hで所定時間以上走行している定速走行時や、アクセル開度が所定時間以上一定した開度で維持されている時や、アイドル運転時等、エンジンの駆動状態が安定している時が好適である Also, the abnormality detection control shown in FIGS. 2 to 6 is preferably executed when the vehicle is in the following driving state. That is, for example, when the vehicle is traveling at a constant speed of 40 km / h for a predetermined time or more, when the accelerator opening is maintained at a constant opening for a predetermined time or during idle operation, Suitable when the driving state is stable
また、上記各実施形態に係る燃料系異常検出装置は、上記エンジンが搭載された二輪車に適用してもよいし四輪車に適用してもよい。
このように、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
In addition, the fuel system abnormality detection device according to each of the above embodiments may be applied to a two-wheeled vehicle on which the engine is mounted, or may be applied to a four-wheeled vehicle.
Thus, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.
10:ECU(モータ制御手段、燃料過少異常判定手段、回転数算出手段、ポンプ異常判定手段、燃料系異常判定手段)、20:駆動回路(モータ制御手段)、30:燃料ポンプ、31:ブラシレスモータ、32:ポンプ部、33:調圧レギュレータ(燃料流れ制御部材)、34:燃料配管、40:酸素濃度センサ(空燃比検出手段)、50:インジェクタ(燃料流れ制御部材)、312:ホール素子(回転位置検出手段)。 10: ECU (motor control means, fuel shortage abnormality determination means, rotation speed calculation means, pump abnormality determination means, fuel system abnormality determination means), 20: drive circuit (motor control means), 30: fuel pump, 31: brushless motor 32: Pump unit, 33: Pressure regulator (fuel flow control member), 34: Fuel piping, 40: Oxygen concentration sensor (air-fuel ratio detection means), 50: Injector (fuel flow control member), 312: Hall element ( Rotational position detection means).
Claims (7)
前記ブラシレスモータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記回転位置検出手段による検出値に基づきブラシレスモータの駆動を制御するモータ制御手段と、
前記回転位置検出手段による検出値に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と、
前記燃料ポンプに接続され、内燃機関に燃料を供給する燃料配管と、
前記燃料配管に接続され、前記燃料の流れを制御する燃料流れ制御部材と、
前記内燃機関に吸入される混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段により検出された空燃比の値が異常に大きい値であるか否かを判定する燃料過少異常判定手段と、
前記ブラシレスモータへの印加電圧に対する前記回転数の値が正常であるか否かを判定するポンプ異常判定手段と、
前記燃料過少異常判定手段により空燃比の値が異常に大きい値であると判定され、かつ、前記ポンプ異常判定手段により回転数の値が正常であると判定された場合に、前記燃料配管および前記燃料流れ制御部材のうち少なくとも一つが異常状態であると判定する燃料系異常判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料系異常検出装置。 A fuel pump having a brushless motor, and a pump unit that is rotationally driven by the brushless motor to boost the fuel;
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the brushless motor;
Motor control means for controlling the drive of the brushless motor based on the detection value by the rotational position detection means;
A rotational speed calculation means for calculating the rotational speed of the brushless motor based on a detection value by the rotational position detection means;
A fuel pipe connected to the fuel pump for supplying fuel to the internal combustion engine;
A fuel flow control member connected to the fuel pipe and controlling the flow of the fuel;
Air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the internal combustion engine;
A fuel shortage abnormality determination means for determining whether or not the value of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means is an abnormally large value;
A pump abnormality determining means for determining whether or not the value of the rotational speed with respect to the voltage applied to the brushless motor is normal;
When the fuel shortage abnormality determining means determines that the air-fuel ratio value is an abnormally large value and the pump abnormality determining means determines that the rotational speed value is normal, the fuel pipe and the fuel pipe Fuel system abnormality determination means for determining that at least one of the fuel flow control members is in an abnormal state;
A fuel system abnormality detection device comprising:
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