JP2011064100A - Fuel supply system diagnostic device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃料供給系診断装置に関し、詳しくは、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプによって燃料噴射弁に圧送する内燃機関の燃料供給系における異常を診断するための診断装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply system diagnostic device for an internal combustion engine, and more particularly to a diagnostic device for diagnosing an abnormality in a fuel supply system of an internal combustion engine that pumps fuel in a fuel tank to a fuel injection valve by a fuel pump.
特許文献１には、エンジン停止後、燃料ポンプ駆動時の燃料圧力を検出すると共に、燃料ポンプを停止した後所定時間以上経過したときの燃料圧力を検出し、これらの差が所定値以上である場合に、燃料噴射弁から燃料がリークしていると判断するリーク診断装置が開示されている。 Patent Document 1 detects the fuel pressure when the fuel pump is driven after the engine is stopped, and detects the fuel pressure when a predetermined time or more has elapsed after the fuel pump is stopped, and the difference between these is a predetermined value or more. In this case, there is disclosed a leak diagnosis device that determines that fuel is leaking from a fuel injection valve.
燃料の圧力が所定最小圧よりも高い場合に開弁して、燃料を燃料タンク内に戻す圧力調整弁を備え、前記圧力調整弁で調整される所定最小圧をベースに、燃料ポンプの吐出量を制御することで、燃料圧力を機関運転状態に応じて要求される圧力値にまで昇圧する燃料供給系においては、燃料ポンプの停止によって燃料圧力は前記所定最小圧まで低下し、再始動時の燃料噴射は、前記所定最小圧で実施されるようになっている。 A pressure adjustment valve that opens when the fuel pressure is higher than a predetermined minimum pressure and returns the fuel into the fuel tank. Based on the predetermined minimum pressure adjusted by the pressure adjustment valve, the discharge amount of the fuel pump In the fuel supply system that raises the fuel pressure to a pressure value required according to the engine operating state, the fuel pressure is reduced to the predetermined minimum pressure by stopping the fuel pump. The fuel injection is performed at the predetermined minimum pressure.
しかし、前記圧力調整弁などの異常によって正常に圧力を低下させることができず、燃料圧力が高いままに保持されると、燃料噴射を再開させたときに要求量よりも多い量の燃料を噴射してしまうという問題が生じる。 However, if the pressure cannot be reduced normally due to an abnormality of the pressure regulating valve or the like and the fuel pressure is kept high, an amount of fuel larger than the required amount is injected when fuel injection is resumed. The problem of end up occurs.
ここで、前記特許文献１に開示される燃料供給系は、圧力調整弁で調圧される圧力で燃料噴射弁による燃料噴射を行わせる構成であるため、前記特許文献１に開示される診断装置では、圧力調整弁で調整される所定最小圧をベースとして目標圧にまで昇圧させる燃料供給系において、燃料ポンプの停止後に前記圧力調整弁の作用によって燃料圧力を低下させる機能の異常を診断することはできないという問題があった。 Here, since the fuel supply system disclosed in Patent Document 1 is configured to cause fuel injection by the fuel injection valve at a pressure regulated by the pressure regulating valve, the diagnostic device disclosed in Patent Document 1 Then, in the fuel supply system for increasing the pressure to the target pressure based on the predetermined minimum pressure adjusted by the pressure adjusting valve, the abnormality of the function of reducing the fuel pressure by the action of the pressure adjusting valve after the fuel pump is stopped is diagnosed There was a problem that I could not.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、圧力調整弁で調整される所定最小圧をベースとして目標圧にまで昇圧させる燃料供給系の異常を診断できる診断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a diagnostic device capable of diagnosing an abnormality in a fuel supply system that raises a target pressure to a target pressure based on a predetermined minimum pressure adjusted by a pressure regulating valve. To do.
そのため、本願発明では、燃料ポンプの停止後に、燃料の圧力の低下速度を演算し、前記低下速度が閾値よりも遅い場合に燃料供給系の異常を診断し、前記低下速度が前記閾値よりも速い場合に燃料供給系の正常を診断するようにした。 Therefore, in the present invention, after the fuel pump is stopped, the rate of decrease in fuel pressure is calculated, and when the rate of decrease is slower than the threshold, an abnormality of the fuel supply system is diagnosed, and the rate of decrease is faster than the threshold. In some cases, the normality of the fuel supply system was diagnosed.
上記発明によると、圧力調整弁によって圧力を低下させる機能が正常であるか否かを高精度に診断できるため、前記機能に異常が生じた場合に、フェイルセーフ処理に移行することが可能となる。 According to the above invention, since it is possible to diagnose with high accuracy whether or not the function of reducing the pressure by the pressure regulating valve is normal, it is possible to shift to the fail-safe process when an abnormality occurs in the function. .
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施形態における車両用内燃機関の燃料供給系（燃料供給装置）を示す。
図１において、内燃機関１の吸気通路（吸気ポート）２には、燃料噴射弁３が配設され、この燃料噴射弁３が開弁することで燃料が噴射される。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows a fuel supply system (fuel supply device) of a vehicle internal combustion engine in the embodiment.
In FIG. 1, a
前記燃料噴射弁３から噴射された燃料は、空気と共に吸気バルブ4を介して燃焼室５内に吸引され、点火プラグ６による火花点火によって着火燃焼し、燃焼室５内の燃焼ガスは、排気バルブ７を介して排気通路８に排出される。
The fuel injected from the
前記吸気通路２の燃料噴射弁３が配設される部分よりも上流側には、モータ９で開閉される電子制御スロットル１０が介装されており、この電子制御スロットル１０の開度によって内燃機関１の吸入空気量が調整されるようになっている。
An
また、燃料タンク１１内の燃料を燃料ポンプ１２によって前記燃料噴射弁３に圧送する燃料供給系（燃料供給装置）１３が設けられている。
前記燃料供給系１３は、燃料タンク１１、燃料ポンプ１２、燃料フィルタ（Ｆ／Ｆ）１４、圧力調整弁１５、オリフィス１６、ジェットポンプ１７、燃料ギャラリー配管１８、燃料供給配管１９、燃料戻し配管２０、燃料移送配管２１を含んで構成される。
In addition, a fuel supply system (fuel supply device) 13 is provided for pumping the fuel in the
The
前記燃料ポンプ１２は、モータで回転駆動される電動ポンプであり、燃料タンク１１内に配置される。
前記燃料ポンプ１２の吐出口には燃料供給配管１９の一端が接続され、燃料供給配管１９の他端は前記燃料ギャラリー配管１８に接続され、更に、前記燃料ギャラリー配管１８に前記燃料噴射弁３の燃料供給口が接続される。
The
One end of a
前記燃料ギャラリー配管１８の下流端は閉塞されており、燃料ギャラリー配管１８から燃料タンク１１への燃料戻しが行われないシステム（ノンリターンシステム）が採用されている。
A downstream end of the
前記燃料供給配管１９の途中には、燃料フィルタ１４が介装され、この燃料フィルタ１４で燃料がろ過される。
前記燃料フィルタ１４が介装される部分よりも下流側の燃料供給配管１９から分岐して前記燃料戻し配管２０が延設され、前記燃料戻し配管２０の他端は、燃料タンク１１内に開口される。
A
The
前記燃料戻し配管２０には、上流側から順に、圧力調整弁１５、オリフィス１６、ジェットポンプ１７が介装されている。
前記ジェットポンプ１７には、燃料移送配管２１の一端が接続され、燃料移送配管２１の他端は、燃料タンク１１の後述する第２領域１１ｂ内に開口する。
The
One end of a
前記燃料タンク１１は、内部空間の底側を２領域１１ａ，１１ｂに仕切る凸部１１ｃが底面から突出形成された所謂鞍型形状であり、前記燃料ポンプ１２の吸込口及び前記燃料戻し配管２０は、第１領域１１ａ内に開口し、また、燃料移送配管２１は、第２領域１１ｂ内に開口するようにしてある。
The
上記構成により、前記燃料戻し配管２０を介して第１領域１１ａ側に戻される燃料の流れを利用するジェットポンプ１７の作用によって、第２領域１１ｂ内の燃料が第１領域１１ａ側に移送され、吸込口が第１領域１１ａ内に開口する前記燃料ポンプ１２によって、第２領域１１ｂ内の燃料も内燃機関１（燃料噴射弁３）に供給できるようになっている。
With the above configuration, the fuel in the
前記ジェットポンプ１７は、燃料戻し配管２０を介して第１領域１１ａ側に戻される燃料の流れによって、燃料移送配管２１内に負圧を作用させ、燃料移送配管２１が開口する第２領域１１ｂ内の燃料を、第１領域１１ａ側に移送させるものである。
The
尚、燃料タンク１１が鞍型形状でない場合には、ジェットポンプ１７及び燃料移送配管２１を省略することができる。
前記燃料ポンプ１２内には、吐出側の圧力が最大許容圧ＦＰＭＡＸ（例えば９００kPa）を超えたときに開弁し、燃料を燃料タンク１１内にリリーフする機械式のリリーフバルブ１２ａと、燃料ポンプ１２から燃料噴射弁３側に向けた燃料の流れのみを許容し、燃料噴射弁３側から燃料ポンプ１２に向かう燃料の逆流を阻止する機械式のチェックバルブ１２ｂとが並列に設けられている。
In addition, when the
In the
尚、前記リリーフバルブ１２ａ及びチェックバルブ１２ｂを、燃料ポンプ１２の下流側に介装させる構成であってもよい。
前記圧力調整弁１５は、燃料戻し配管２０を開閉する弁体と、該弁体を燃料戻し配管２０上流側の弁座に向けて押圧する弾性部材とから概略構成されており、燃料噴射弁３に供給される燃料圧力の最小圧力ＦＰＭＩＮ（例えば２００kPa）を補償するものである。
The
The
即ち、圧力調整弁１５は、燃料噴射弁３に供給される燃料圧力（噴射圧、燃料ポンプ１２の吐出側圧）が前記最小圧力ＦＰＭＩＮ以下であるときは閉弁し、最小圧力ＦＰＭＩＮよりも高くなると開弁する構成となっている。
That is, the
これにより、機関停止時等、燃料ポンプ１２の駆動を停止したときに燃料圧力を最小圧力ＦＰＭＩＮに保持し、また、最小圧力ＦＰＭＩＮ以下に低下するのを抑制することができる。
As a result, when the drive of the
最小圧力ＦＰＭＩＮ以下への低下を抑制することで、機関停止直後など機関温度が高い状態で、燃料配管内でベーパが発生するのを抑制し、高温再始動での始動性の悪化を抑制することができる。前記高温再始動時としては、例えば、アイドルストップ状態からの自動再始動があり、アイドルストップ状態でのベーパ発生を抑制することで、自動再始動の安定性・確実性を確保できる。 By suppressing the decrease to below the minimum pressure FPMIN, it is possible to suppress the occurrence of vapor in the fuel pipe when the engine temperature is high, such as immediately after the engine is stopped, and to suppress the deterioration of startability at high temperature restart. Can do. At the time of the high temperature restart, for example, there is an automatic restart from the idle stop state, and the stability and certainty of the automatic restart can be ensured by suppressing the occurrence of vapor in the idle stop state.
従って、圧力調整弁１５の開弁圧（調圧値）である最小圧力ＦＰＭＩＮは、ベーパの発生による始動性の悪化が抑制できる圧力に設定することが好ましい。
前述のように、圧力調整弁１５は、燃料噴射弁３に供給される燃料圧力が最小圧力ＦＰＭＩＮよりも高くなると開弁するが、圧力調整弁１５の下流側に設けられるオリフィス１６によって、燃料戻し配管２０を介して燃料タンク１１内に戻される燃料流量が絞られるようになっているため、燃料ポンプ１２からの燃料の吐出量を増やすことで、前記所定の最小燃圧を超える圧力にまで燃料圧力を昇圧できるようになっている。
Therefore, the minimum pressure FPMIN, which is the valve opening pressure (pressure regulation value) of the
As described above, the
換言すれば、圧力調整弁１５で調整される所定最小圧ＦＰＭＩＮをベースに、燃料ポンプ１２の吐出量を制御することで、燃料圧力を機関運転状態に応じて要求される圧力値に昇圧できるようになっている。
In other words, by controlling the discharge amount of the
尚、燃料ポンプ１２の吐出量の制御によって、所定最小圧ＦＰＭＩＮを超える燃料圧力にまで昇圧できる程度に、燃料戻し配管２０によって燃料タンク１１内に戻される燃料量（リリーフ流量）が絞られるようになっていればよく、例えば、前記オリフィス１６を設けずに、圧力調整弁１５が流量を絞る機能を備える構成であってもよい。
Note that the amount of fuel (relief flow rate) returned to the
前記燃料ポンプ１１は、ＦＣＭ（フューエル・コントロール・モジュール）３１によって駆動電流が供給され、ＦＣＭ３１（駆動回路）は、マイクロプロセッサを備えたＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）３２からの駆動指令信号に基づいて動作する。
The
前記ＥＣＭ（制御手段）３２には、前記燃料ギャラリー配管１８内の燃料圧力ＦＰを検出する燃圧センサ（燃圧検出手段）３３、図外のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ３４、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡを検出するエアフローセンサ３５、内燃機関１の回転速度ＮＥを検出する回転センサ３６、燃料タンク１１内の燃料温度ＦＴを検出する燃温センサ（燃温検出手段）３７などからの検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて前記燃料噴射弁３の噴射パルス信号や、前記電子制御スロットル１０（スロットルモータ９）の開駆動信号などを演算して出力する。
The ECM (control means) 32 includes a fuel pressure sensor (fuel pressure detection means) 33 for detecting the fuel pressure FP in the
また、前記ＥＣＭ３２（吐出量制御手段）は、前記各種の検出信号に基づいて検出される機関運転状態（機関負荷・機関回転速度ＮＥなど）に応じて目標燃圧ＦＰtg（ＦＰＭＩＮ≦ＦＰtg＜ＦＰＭＡＸ）を演算し、該目標燃圧ＦＰtgと燃圧センサ３３で検出される実際の燃料圧力ＦＰとの差に基づいて、燃料ポンプ１１の駆動指令信号（操作量）をフィードバック制御し、実際の燃料圧力ＦＰが目標燃圧ＦＰtgに近づくように、燃料ポンプ１１の吐出量を制御する。
The ECM 32 (discharge amount control means) sets the target fuel pressure FPtg (FPMIN ≦ FPtg <FPMAX) according to the engine operating state (engine load, engine speed NE, etc.) detected based on the various detection signals. Based on the difference between the target fuel pressure FPtg and the actual fuel pressure FP detected by the
前記目標燃圧ＦＰtgは、最大許容圧ＦＰＭＡＸよりも低い制御圧範囲（例えば２００ｋｐａ〜７００ｋＰａ）に設定され、高回転高不可の高燃料圧力が要求される運転状態でも最大許容圧力よりも低い圧力に設定される。尚、目標燃圧ＦＰtgの最大値を、最大許容圧ＦＰＭＡＸに設定してもよい。 The target fuel pressure FPtg is set to a control pressure range lower than the maximum permissible pressure FPMAX (for example, 200 kpa to 700 kPa), and is set to a pressure lower than the maximum permissible pressure even in an operating state where a high fuel pressure with high rotation speed is not required. Is done. Note that the maximum value of the target fuel pressure FPtg may be set to the maximum allowable pressure FPMAX.
更に、前記ＥＣＭ３２は、前記燃料供給系の異常、特に、圧力調整弁１５，オリフィス１６，ジェットポンプ１７が介装される燃料戻し配管２０における燃料のリリーフ流量の低下異常を診断する機能をソフトウエア的に備えており、以下では、前記診断機能、即ち、診断装置としての機能を詳細に説明する。
Further, the
図２のフローチャートに示すルーチンは、所定時間毎に割り込み実行されるルーチンであり、ステップＳ１０１では、燃圧センサ３３の検出信号から実際の燃料圧力ＦＰを演算し、更に、前記燃温センサ３７の検出信号から燃料の温度ＦＴを演算する。
The routine shown in the flowchart of FIG. 2 is a routine that is executed by interruption every predetermined time. In step S101, the actual fuel pressure FP is calculated from the detection signal of the
次のステップＳ１０２では、燃料ポンプ１２の回転駆動及び燃料噴射弁３による燃料噴射が停止しているか否かを判断する。
上記燃料ポンプ１２の回転駆動及び燃料噴射弁３による燃料噴射の停止に加え、キースイッチやイグニッションスイッチの信号に基づいて、内燃機関１の停止判定を行ってもよい。
In the next step S102, it is determined whether or not the rotational drive of the
In addition to the rotation drive of the
また、例えば車速が０km/hかつアクセル開度ＡＣＣが０又は所定値以下であることなどを条件として内燃機関１（燃料噴射）を自動的に停止させるアイドルストップ制御機能を前記ＥＣＭ３２が備える場合には、アイドルストップ制御によって内燃機関１の自動停止が行われていることを、上記燃料ポンプ１２の回転駆動及び燃料噴射弁３による燃料噴射の停止に加えて判断させてもよく、アイドルストップ条件としては、車速やアクセル開度ＡＣＣの他、ブレーキスイッチのオン状態（ブレーキペダルの踏み込み状態などを検出してもよい。
For example, when the
即ち、内燃機関１の停止に伴う燃料ポンプ１２及び燃料噴射弁３の駆動停止を判定し、内燃機関１の減速運転時における燃料カット状態など、燃料噴射再開及び燃料ポンプ１２駆動の再開の可能性が高い状態での診断を禁止することで、安定した異常診断を実施することができる。
That is, it is determined whether the
ステップＳ１０２で燃料ポンプ１２及び燃料噴射弁３の駆動停止状態であると判断されると、ステップＳ１０３（速度演算手段）へ進み、燃圧センサ３３で検出される燃料圧力ＦＰの低下速度ＤＦＰを演算する。
If it is determined in step S102 that the
前記内燃機関１の停止に伴い燃料ポンプ１２及び燃料噴射弁３の駆動が停止されると、機関運転中の目標燃圧ＦＰtgが、圧力調整弁１５で調整される所定最小圧ＦＰＭＩＮよりも高いと、圧力調整弁１５が開状態を保持し、圧力調整弁１５を介した燃料のリリーフによって徐々に燃料圧力が所定最小圧ＦＰＭＩＮに向けて減少することになり、ステップＳ１０３では、係る状態での圧力変化速度、即ち、圧力低下速度ＤＦＰを、所定時間前に検出した燃料圧力ＦＰと最新に検出した燃料圧力ＦＰとの差（変化量）として算出する。
When driving of the
尚、所定時間前とは、燃料圧力のサンプリング周期の１周期ないし複数周期（例えば、２，３周期前）に相当する時間とするとよい。
また、燃料ポンプ１２の駆動停止時の燃料圧力ＦＰと停止時から所定時間経過後の燃料圧力ＦＰとから圧力低下速度ＤＰＳＬを計測することも可能であり、この場合、前記所定時間は、リリーフ流量が正常であっても燃料圧力ＦＰが所定最小圧ＦＰＭＩＮにまで低下しない時間に設定する。
The predetermined time before may be a time corresponding to one cycle or a plurality of cycles (for example, a few cycles before) of the fuel pressure sampling cycle.
It is also possible to measure the pressure decrease rate DPSL from the fuel pressure FP when the drive of the
次のステップＳ１０４（閾値設定手段）では、前記圧力低下速度ＤＦＰと比較させる閾値である判定値ＤＦＰＳＬを、そのときの燃料温度ＦＴに応じて設定する。
前記判定値ＤＦＰＳＬは、図３に示すように、燃料温度ＦＴが低いほどより遅い速度に設定される。これは、燃料温度ＦＴが低くなると、燃料の粘性が高くなって燃料が燃料戻し配管２０内を流れ難くなり、同じ開口面積でも単位時間当たりの燃料リリーフ量が減ることで、圧力低下速度ＤＦＰが遅くなるためである。
In the next step S104 (threshold setting means), a determination value DFPSL, which is a threshold to be compared with the pressure drop rate DFP, is set according to the fuel temperature FT at that time.
As shown in FIG. 3, the determination value DFPSL is set to a slower speed as the fuel temperature FT is lower. This is because when the fuel temperature FT decreases, the viscosity of the fuel increases and the fuel hardly flows through the
尚、燃料温度ＦＴは、燃温センサ３７で検出させることができる他、内燃機関１の冷却水温度や潤滑油温度などから推定させることができ、また、判定値ＤＦＰＳＬを一定値として与える代わりに、燃料温度ＦＴが所定範囲内であることを診断実行条件としてもよい。
The fuel temperature FT can be detected by the
ステップＳ１０５では、そのときの燃料圧力ＦＰが、圧力調整弁１５の開弁圧である所定最小圧ＦＰＭＩＮよりも高い領域の圧力であって、所定最小圧ＦＰＭＩＮに向けた圧力低下状態であるか否かを判断する。
In step S105, whether or not the fuel pressure FP at that time is a pressure in a region higher than the predetermined minimum pressure FPMIN, which is the valve opening pressure of the
ステップＳ１０５では、ＦＰ＞ＦＰＭＩＮであるか否かを判断させてもよいが、所定最小圧ＦＰＭＩＮに向けた圧力低下状態をより的確に判断させるために、ＦＰ＞ＦＰＭＩＮ＋α（α＞０）であるか否かを判断させることが好ましい。 In step S105, it may be determined whether or not FP> FPMIN, but in order to more accurately determine the pressure drop state toward the predetermined minimum pressure FPMIN, is FP> FPMIN + α (α> 0)? It is preferable to determine whether or not.
例えば、ＦＰＭＩＮ＝２００kPaとすると、α＝５０kPaとし、ステップＳ１０５では、ＦＰ≧２５０kPaであるか否かを判断させる。
ステップＳ１０５でそのときの燃料圧力ＦＰが、圧力調整弁１５の開弁圧である所定最小圧ＦＰＭＩＮよりも高い領域の圧力であると判断されると、ステップＳ１０６（診断手段）へ進み、ステップＳ１０３で演算した圧力低下速度ＤＦＰと前記ステップＳ１０４で設定した判定値ＤＦＰＳＬとを比較する。
For example, when FPMIN = 200 kPa, α = 50 kPa, and in step S105, it is determined whether FP ≧ 250 kPa.
If it is determined in step S105 that the fuel pressure FP at that time is higher than the predetermined minimum pressure FPMIN, which is the valve opening pressure of the
そして、圧力低下速度ＤＦＰが判定値ＤＦＰＳＬよりも大きい場合、即ち、燃料圧力が低下する速度が閾値よりも速い場合には、ステップＳ１０７へ進み、圧力調整弁１５が介装される燃料戻し配管２０によって燃料供給配管１９からリリーフされる燃料の流量が正常であると判断する。
When the pressure drop rate DFP is larger than the determination value DFPSL, that is, when the rate at which the fuel pressure decreases is faster than the threshold value, the process proceeds to step S107, and the
一方、圧力低下速度ＤＦＰが判定値ＤＦＰＳＬ以下である場合、即ち、燃料圧力が低下する速度が閾値よりも遅い場合には、ステップＳ１０８へ進み、圧力調整弁１５が介装される燃料戻し配管２０によって燃料供給配管１９からリリーフされる燃料の流量が異常（流量低下異常）であると判断する。
On the other hand, when the pressure decrease rate DFP is equal to or less than the determination value DFPSL, that is, when the rate at which the fuel pressure decreases is lower than the threshold value, the process proceeds to step S108, and the
前記ステップＳ１０８へ進んで異常判定した場合には、異常フラグを前記ＦＣＭ３１及び／又はＥＣＭ３２に記憶させると共に、ウォーニングランプやモニタ画面などの警告装置３８を作動させて、異常の発生を運転者に警告する。
When the process proceeds to step S108 and an abnormality is determined, an abnormality flag is stored in the
尚、本実施形態の異常診断は、１トリップ（運転者による機関始動操作時から機関停止操作時まで）の間に一度診断を行った後は、診断を禁止してよく、また、複数診断した後に診断を禁止しても良い。 The abnormality diagnosis of the present embodiment may be prohibited after diagnosis is performed once during one trip (from the time when the engine is started by the driver to the time when the engine is stopped). Diagnosis may be prohibited later.
また、診断条件（燃料ポンプ１２及び燃料噴射弁３の駆動停止等）が成立する毎に診断を行うことも可能である。
また、複数回診断を行う場合には異常状態が連続して判定された時に、異常フラグを記憶させ、その後の診断を禁止することで異常判定を確定し、運転者に通知することで車両の点検を促すことが好ましい。
It is also possible to make a diagnosis each time a diagnosis condition (such as stopping the driving of the
In addition, when performing diagnosis multiple times, when an abnormal state is continuously determined, an abnormality flag is stored, and the abnormality determination is confirmed by prohibiting the subsequent diagnosis, and the driver is notified by notifying the driver. It is preferable to prompt inspection.
燃料ポンプ１２及び燃料噴射弁３の駆動が停止され、そのときの燃料圧力が前記圧力調整弁１５の開弁圧である所定最小圧ＦＰＭＩＮよりも高いと、圧力調整弁１５が開弁状態を保持して燃料供給配管１９から燃料がリリーフされることになり、このとき燃料噴射弁３からの噴射が停止しているから、燃料戻し配管２０を介してリリーフされる燃料の流量に対応する速度で圧力が低下することになる。
When the drive of the
そして、例えば圧力調整弁１５の閉固着や、異物の付着などによるリリーフ流路の開口面積の減少（詰まり）などが発生していると、前記燃料戻し配管２０を介してリリーフされる燃料の流量が正常時よりも低下したり、燃料がリリーフされなくなるため、圧力の低下速度が遅くなったり、圧力が一定に維持されたりするようになる。
For example, when the
そこで、リリーフ流量が正常であるときの圧力低下速度を基準に、前記閉固着や詰まりなどの異常（流量低下異常）が発生することで、圧力低下速度ＤＦＰが下回ることになる判定値ＤＦＰＳＬを予め設定し、圧力低下速度ＤＦＰが判定値ＤＦＰＳＬ以下である場合には、前記閉固着や詰まりなどの発生によって、前記燃料戻し配管２０を介してリリーフされる燃料の流量が正常時よりも低下する異常が発生しているものと判断し、圧力低下速度ＤＦＰが判定値ＤＦＰＳＬよりも速い場合には、前記燃料戻し配管２０を介してリリーフされる燃料の流量が正常であると判断する。
Therefore, a determination value DFPSL that causes the pressure drop rate DFP to drop when an abnormality (flow rate drop abnormality) such as closed sticking or clogging occurs on the basis of the pressure drop rate when the relief flow rate is normal is set in advance. If the pressure drop rate DFP is less than or equal to the determination value DFPSL, an abnormality in which the flow rate of the fuel relieved via the
前記リリーフ流量が正常である場合、圧力調整弁１５，オリフィス１６，ジェットポンプ１７が介装される燃料戻し配管２０によって構成され、燃料圧力を所定最小圧ＦＰＭＩＮに調整するリリーフ系が正常であることになり、更には、前記リリーフ系を含む燃料供給系が正常であると判断される一方、前記リリーフ流量が異常である場合は、前記リリーフ系が異常であって、更には、前記リリーフ系を含む燃料供給系が異常であると判断される。
When the relief flow rate is normal, the relief system configured by the
上記異常診断によると、圧力調整弁１５で調整される所定最小圧ＦＰＭＩＮをベースとして目標圧にまで昇圧させる燃料供給系の異常、特に、前記圧力調整弁１５を介した燃料のリリーフ機能、換言すれば、所定最小圧ＦＰＭＩＮに向けた圧力調整機能の異常を診断できる。
According to the above abnormality diagnosis, an abnormality in the fuel supply system that raises the pressure to the target pressure based on the predetermined minimum pressure FPMIN adjusted by the
また、燃圧センサ３３で検出される燃料圧力の変化速度に基づいて診断を行うから、燃圧センサ３３の出力と実際の圧力との相関がシフトするばらつきが発生しても、該ばらつきに影響を受け難く、高精度な診断を行える。
Further, since the diagnosis is performed based on the change speed of the fuel pressure detected by the
前記圧力調整弁１５を介した燃料のリリーフ機能に異常が発生し、内燃機関１の停止に伴って燃料圧力を所定最小圧ＦＰＭＩＮにまで速やかに低下させることができないと、再始動時の要求圧よりも高い圧力に保持されてしまう場合があり、これにより、再始動時の燃料噴射が要求圧よりも高い圧力で行われることで、単位噴射時間当たりの噴射量が正常時よりも増え、要求量よりも多い燃料が噴射されることで、始動時の排気性状や始動性を悪化させる。
If an abnormality occurs in the fuel relief function via the
そこで、前記圧力調整弁１５を介した燃料のリリーフ機能の異常（リリーフ流量の低下異常）が診断された場合には、図４のフローチャートに示すフェイルセーフ処理を実行することで、排気性状・運転性の悪化を抑制するとよい。
Therefore, when an abnormality in the fuel relief function (relief in the relief flow rate) via the
図４のフローチャートに示すルーチンは、所定時間毎に割り込み実行されるルーチンであり、ステップＳ２０１では、リリーフ流量の低下異常が診断されているか否か（異常フラグが設定されているか否か）を判断する。 The routine shown in the flowchart of FIG. 4 is a routine that is executed by interruption every predetermined time. In step S201, it is determined whether or not an abnormality in reducing the relief flow rate has been diagnosed (whether or not an abnormality flag is set). To do.
そして、リリーフ流量の低下異常が診断されている場合には、ステップＳ２０２へ進み、異常発生を運転者に警告するためのウォーニングランプ（エンジンチェックランプ）を点灯させる。 If an abnormality in the reduction of the relief flow rate is diagnosed, the process proceeds to step S202, and a warning lamp (engine check lamp) for warning the driver of the occurrence of the abnormality is turned on.
また、次のステップＳ２０３（異常時燃圧制限手段）では、目標燃圧ＦＰtgを所定の上限値ＦＰtgＭＡＸ以下に制限することで、燃料圧力をリリーフ流量が正常であるときよりも小さく制限する処理を行う。 In the next step S203 (abnormal fuel pressure limiting means), the target fuel pressure FPtg is limited to a predetermined upper limit value FPtgMAX or less so as to limit the fuel pressure to be smaller than when the relief flow rate is normal.
前記目標燃圧ＦＰtgは、機関運転状態に応じて可変に設定されるが、この機関運転状態に応じて設定された目標燃圧ＦＰtgが、前記上限値ＦＰtgＭＡＸを超えている場合には、前記上限値ＦＰtgＭＡＸを目標燃圧ＦＰtgとすることで、目標燃圧ＦＰtgを所定の上限値ＦＰtgＭＡＸ以下に制限する。 The target fuel pressure FPtg is variably set according to the engine operating state, but when the target fuel pressure FPtg set according to the engine operating state exceeds the upper limit value FPtgMAX, the upper limit value FPtgMAX Is set to the target fuel pressure FPtg, thereby limiting the target fuel pressure FPtg to a predetermined upper limit value FPtgMAX or less.
換言すれば、機関運転状態に応じた目標燃圧ＦＰtgと、前記上限値ＦＰtgＭＡＸとの小さい方を選択し、該選択した圧力を最終的な目標燃圧ＦＰtgとする（最終目標燃圧ＦＰtg＝min（運転状態による目標燃圧ＦＰtg、上限値ＦＰtgＭＡＸ））。 In other words, the smaller one of the target fuel pressure FPtg corresponding to the engine operating state and the upper limit value FPtgMAX is selected, and the selected pressure is set as the final target fuel pressure FPtg (final target fuel pressure FPtg = min (operating state) Target fuel pressure FPtg, upper limit value FPtgMAX)).
尚、例えば、圧力調整弁１５の開弁圧である所定最小圧ＦＰＭＩＮが２００kPaに設定される場合、前記上限値ＦＰtgＭＡＸは、例えば、目標燃料圧力の最大値よりも低い４００ｋＰａ程度に設定するとよい。
For example, when the predetermined minimum pressure FPMIN that is the valve opening pressure of the
目標燃圧ＦＰtgを上限値ＦＰtgＭＡＸ以下に制限し、機関１の運転中において上限値ＦＰtgＭＡＸ以下の燃料圧力に制御すれば、リリーフ流量の低下異常が発生している状態であっても、内燃機関１の停止中に上限値ＦＰtgＭＡＸを超える燃料圧力に維持されてしまうことがなく、再始動は上限値ＦＰtgＭＡＸ以下の燃料圧力で行われることになる。 By limiting the target fuel pressure FPtg to the upper limit value FPtgMAX or less and controlling the fuel pressure to the upper limit value FPtgMAX or less during the operation of the engine 1, the internal combustion engine 1 can be operated even if the relief flow rate is abnormally reduced. The fuel pressure exceeding the upper limit value FPtgMAX is not maintained during the stop, and the restart is performed at a fuel pressure equal to or lower than the upper limit value FPtgMAX.
従って、再始動時に過剰に高い燃圧による噴射で、要求量を上回る燃料が噴射されてしまうことが抑制され、始動性及び始動時の排気性状の悪化を抑制できる。
ここで、機関運転状態に応じた目標燃圧ＦＰtgの設定においては、図５に示すように、高回転・高負荷領域で燃圧を高く設定し、短い噴射時間で負荷（シリンダ吸入空気量）に見合った多くの燃料を噴射できるようにするが、上記のようにして、目標燃圧ＦＰtgを上限値ＦＰtgＭＡＸ以下に制限すると、高回転・高負荷領域において要求の燃料量を噴射させることができなくなり、空燃比がオーバーリーン化し、失火や排気温度の上昇などを招く可能性がある。
Therefore, it is possible to suppress the injection of fuel exceeding the required amount due to the injection with an excessively high fuel pressure at the time of restart, and it is possible to suppress the startability and the deterioration of the exhaust properties at the start.
Here, in setting the target fuel pressure FPtg according to the engine operating state, as shown in FIG. 5, the fuel pressure is set high in the high rotation / high load region, and the load (cylinder intake air amount) is met in a short injection time. However, if the target fuel pressure FPtg is limited to the upper limit value FPtgMAX or less as described above, the required fuel amount cannot be injected in the high rotation / high load region, and the There is a possibility that the fuel ratio becomes overlean, leading to misfires and an increase in exhaust temperature.
即ち、図５に示す目標燃圧ＦＰtgの設定特性において、高負荷・高回転領域では、前記上限値ＦＰtgＭＡＸを超える目標燃圧ＦＰtgが設定され、これによって、単位時間当たりの噴射量を増やし、高負荷・高回転領域で要求される多くの燃料量を短時間で噴射できるようにしている。 That is, in the setting characteristic of the target fuel pressure FPtg shown in FIG. 5, the target fuel pressure FPtg exceeding the upper limit value FPtgMAX is set in the high load / high rotation region, thereby increasing the injection amount per unit time, A large amount of fuel required in the high rotation region can be injected in a short time.
ここで、高負荷・高回転領域で本来の目標燃圧ＦＰtgよりも低い燃料圧力に制限されると、単位時間当たりの噴射量が減り、要求の噴射量を噴射するための時間が長くなるが、噴射可能期間には制限があるため、最大限に噴射できる燃料量が減り、要求の燃料量を噴射できないことで、空燃比がリーン化する。 Here, when the fuel pressure is limited to a lower fuel pressure than the original target fuel pressure FPtg in the high load / high rotation region, the injection amount per unit time is reduced, and the time for injecting the required injection amount is increased. Since there is a limit to the injectable period, the amount of fuel that can be injected is reduced to the maximum, and the required fuel amount cannot be injected, so that the air-fuel ratio becomes lean.
そこで、ステップＳ２０３で目標燃圧ＦＰtgを上限値ＦＰtgＭＡＸ以下に制限する処理を行うと、次のステップＳ２０４（異常時出力トルク制限手段）では、高燃圧が要求される領域での運転を制限（禁止）する処理を実行し、上限値ＦＰtgＭＡＸ以下の燃料圧力でも要求量の燃料を噴射できる運転領域（低中負荷・低中回転域）で内燃機関１を運転させるようにする。 Therefore, if the process of limiting the target fuel pressure FPtg to the upper limit value FPtgMAX or less is performed in step S203, in the next step S204 (abnormal output torque limiting means), the operation in the region where high fuel pressure is required (prohibited). The internal combustion engine 1 is operated in an operation region (low / medium load / low / medium rotation region) in which a required amount of fuel can be injected even at a fuel pressure equal to or lower than the upper limit value FPtgMAX.
具体的には、図５に示すように、機関負荷（目標トルク）及び機関回転速度ＮＥに応じて目標燃圧ＦＰtgを設定し、高負荷・高回転域ほど目標燃圧ＦＰtgをより高い値に設定する構成では、目標燃圧ＦＰtgを上限値ＦＰtgＭＡＸ以下に制限する場合に、図６に示すように、機関回転速度ＮＥ毎に目標トルクの上限値（制限値）を予め設定しておき、そのときの機関回転速度ＮＥでの上限値（制限値）を求める。 Specifically, as shown in FIG. 5, the target fuel pressure FPtg is set according to the engine load (target torque) and the engine speed NE, and the target fuel pressure FPtg is set to a higher value as the load is higher and the rotation speed is higher. In the configuration, when the target fuel pressure FPtg is limited to the upper limit value FPtgMAX or less, an upper limit value (limit value) of the target torque is set in advance for each engine speed NE as shown in FIG. An upper limit value (limit value) at the rotational speed NE is obtained.
そして、前記上限値と、アクセル開度ＡＣＣに応じて設定される目標トルクとの小さい方を選択し、該選択したトルクを最終的な目標トルクに設定し、該目標トルクに応じて目標スロットル開度を決定し、該目標スロットル開度に基づいて前記電子制御スロットル１０の開度を制御する（最終目標トルク＝min（アクセル開度による目標トルク、上限値））。
Then, the smaller one of the upper limit value and the target torque set according to the accelerator opening ACC is selected, the selected torque is set as the final target torque, and the target throttle is opened according to the target torque. The opening degree of the
リリーフ流量の低下異常が発生していない場合には、アクセル開度ＡＣＣに応じて設定される目標トルクをそのまま最終的な目標トルクとし、この目標トルクに見合う吸入空気量が得られるように目標スロットル開度を決定するが、リリーフ流量の低下異常が発生すると、前記アクセル開度ＡＣＣに応じて設定される目標トルクを上限値（制限値）以下に制限することで、高燃圧が要求される高負荷・高回転域での運転が行われないようにする。 When there is no abnormality in the reduction of the relief flow rate, the target torque set according to the accelerator opening ACC is used as it is as the final target torque, and the target throttle is set so that the intake air amount corresponding to this target torque is obtained. Although the opening degree is determined, if an abnormality in the reduction of the relief flow rate occurs, the target torque set in accordance with the accelerator opening degree ACC is limited to an upper limit value (limit value) or less so that a high fuel pressure is required. Prevent operation at high speeds and loads.
これにより、目標燃圧ＦＰtgが上限値ＦＰtgＭＡＸ以下に制限される状態で要求燃料量を噴射できる領域（低中負荷・低中回転領域）で、内燃機関１が運転されることになり、噴射量不足による空燃比のリーン化が抑制される。 As a result, the internal combustion engine 1 is operated in a region (low / medium load / low / medium rotation region) where the required fuel amount can be injected while the target fuel pressure FPtg is limited to the upper limit value FPtgMAX or less, and the injection amount is insufficient. Leaning of the air-fuel ratio due to is suppressed.
尚、前述のように、目標トルクに制限を加えることで、高圧要求の高負荷・高回転領域での運転を制限する代わりに、目標スロットル開度の上限値を、上限値ＦＰtgＭＡＸ以下の燃料圧力で要求量の燃料を噴射させることができるような値に設定し、前記上限値で目標スロットル開度を制限することができる。 As described above, by limiting the target torque, the upper limit value of the target throttle opening is set to a fuel pressure equal to or lower than the upper limit value FPtgMAX, instead of limiting the operation in the high load / high rotation region where the high pressure is required. The value can be set so that the required amount of fuel can be injected, and the target throttle opening can be limited by the upper limit value.
また、上記では、スロットル開度を制限して内燃機関１の吸入空気量を制限したが、吸気バルブ４のバルブリフト量及び／又はバルブタイミングを可変とする可変動弁機構を備える場合には、前記バルブタイミング量の制限やバルブタイミングの変更によって吸入空気量を上限値以下に制限し、高負荷・高回転域での運転を制限することができる。 Further, in the above, the throttle opening is limited to limit the intake air amount of the internal combustion engine 1, but when a variable valve mechanism that makes the valve lift amount and / or valve timing of the intake valve 4 variable is provided, By restricting the valve timing amount or changing the valve timing, the intake air amount can be limited to an upper limit value or less, and operation in a high load / high rotation range can be limited.
また、内燃機関１の吸入空気量を制限することで、内燃機関１の高負荷・高回転領域での運転を制限する代わりに、上限値ＦＰtgＭＡＸを超える燃圧が要求される運転域（高負荷・高回転領域）に入った場合に燃料カットを実施することで、高負荷・高回転領域での運転を制限することができる。 In addition, by restricting the intake air amount of the internal combustion engine 1, instead of restricting the operation of the internal combustion engine 1 in the high load / high rotation region, an operation region (high load / high load / high load) exceeding the upper limit value FPtgMAX is required. By performing the fuel cut when entering the high rotation range, it is possible to limit the operation in the high load / high rotation range.
更に、本実施形態では、目標燃圧ＦＰtgの制限と、運転領域（出力トルク）の制限との双方を実施したが、運転領域（出力トルク）の制限だけを実施しても良い。
運転領域（出力トルク）の制限だけを実施しても、高燃圧での運転が避けられ、また、要求量を下回る燃料が噴射されることが抑制され、リリーフ流量の低下異常が生じていても、内燃機関１の停止時に高い燃圧に維持されることを抑制し、燃料噴射の再開時や再始動時に適した燃料圧力とすることができる。
Furthermore, in the present embodiment, both the limitation of the target fuel pressure FPtg and the limitation of the operation region (output torque) are performed, but only the limitation of the operation region (output torque) may be performed.
Even if only the operation area (output torque) is limited, operation at high fuel pressure can be avoided, and fuel that is less than the required amount can be prevented from being injected. Therefore, it is possible to suppress the fuel pressure from being maintained at a high level when the internal combustion engine 1 is stopped, and to obtain a fuel pressure suitable for restarting or restarting fuel injection.
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）燃料温度を検出する燃温検出手段と、
前記閾値を燃料温度が低いほど遅い速度に設定する閾値設定手段と、
を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料供給系診断装置。
Here, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described together with effects.
(A) fuel temperature detecting means for detecting the fuel temperature;
Threshold setting means for setting the threshold to a slower speed as the fuel temperature is lower;
The fuel supply system diagnostic apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein
上記発明によると、温度による燃料の粘性の変化によってリリーフ流量が変化し、圧力変化速度が変化しても、異常の有無を高精度に診断できる。
（ロ）前記異常時出力トルク制限手段が、内燃機関のスロットル開度を制限することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の燃料供給系診断装置。
According to the above invention, even if the relief flow rate changes due to the change in the viscosity of the fuel due to the temperature and the pressure change rate changes, the presence or absence of abnormality can be diagnosed with high accuracy.
(B) The fuel supply system diagnostic device for an internal combustion engine according to
上記発明によると、スロットル開度の制限によって内燃機関の吸入空気量が制限され、高燃圧が要求される高出力トルクでの運転が制限される。
（ハ）前記異常時燃圧制限手段が、
前記診断手段によって前記燃料供給系の異常が診断された場合に、異常時燃料圧力上限値を設定する上限値設定手段を備え、
前記燃料供給系の異常時に、目標燃圧を前記異常時圧力上限値以下に制限することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料供給系診断装置。
According to the above invention, the intake air amount of the internal combustion engine is limited by limiting the throttle opening, and the operation at a high output torque that requires a high fuel pressure is limited.
(C) The abnormal fuel pressure limiting means is
When an abnormality of the fuel supply system is diagnosed by the diagnostic means, an upper limit value setting means for setting an abnormal fuel pressure upper limit value is provided,
3. The fuel supply system diagnosis apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein when the fuel supply system is abnormal, a target fuel pressure is limited to a value equal to or lower than the abnormal pressure upper limit value.
上記発明によると、フィードバック制御の目標燃圧を制限するプログラムを追加するだけでフェイルセーフを図れるので、製品コストの上昇を抑制でき、また、燃料供給系の異常時に運転性や排気性能の悪化を抑制できるフェイルセーフ制御を実行することができる。 According to the above invention, fail safe can be achieved simply by adding a program that limits the target fuel pressure for feedback control, so that the increase in product cost can be suppressed, and the deterioration of drivability and exhaust performance can be suppressed when the fuel supply system is abnormal. Fail-safe control that can be performed can be executed.
１…内燃機関、３…燃料噴射弁、１１…燃料タンク、１２…燃料ポンプ、１３…燃料供給系、１４…燃料フィルタ（Ｆ／Ｆ）、１５…圧力調整弁、１６…オリフィス、１７…ジェットポンプ、１８…燃料ギャラリー配管、１９…燃料供給配管、２０…燃料戻し配管、２１…燃料移送配管、３１…ＦＣＭ（フューエル・コントロール・モジュール）、３２…ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 3 ... Fuel injection valve, 11 ... Fuel tank, 12 ... Fuel pump, 13 ... Fuel supply system, 14 ... Fuel filter (F / F), 15 ... Pressure regulating valve, 16 ... Orifice, 17 ... Jet Pump, 18 ... Fuel gallery piping, 19 ... Fuel supply piping, 20 ... Fuel return piping, 21 ... Fuel transfer piping, 31 ... FCM (Fuel Control Module), 32 ... ECM (Engine Control Module)
Claims (3)
前記燃料ポンプの停止後に、前記燃圧検出手段で検出される燃料の圧力の低下速度を演算する速度演算手段と、
前記速度演算手段で演算された低下速度が閾値よりも遅い場合に前記燃料供給系の異常を診断し、前記低下速度が前記閾値よりも速い場合に前記燃料供給系の正常を診断する診断手段と、
を備えてなる内燃機関の燃料供給系診断装置。 A fuel supply system for an internal combustion engine that pressure-feeds fuel in a fuel tank to a fuel injection valve by a fuel pump, fuel pressure detection means for detecting the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve, and the pressure of the fuel is predetermined A pressure adjusting valve that opens when the pressure is higher than the minimum pressure and returns the fuel into the fuel tank, and the discharge amount of the fuel pump is controlled based on the fuel pressure detected by the fuel pressure detecting means A diagnostic device for diagnosing an abnormality in a fuel supply system,
Speed calculation means for calculating the rate of decrease in the fuel pressure detected by the fuel pressure detection means after the fuel pump is stopped;
Diagnosing means for diagnosing abnormality of the fuel supply system when the reduction speed calculated by the speed calculation means is slower than a threshold, and diagnosing normality of the fuel supply system when the reduction speed is faster than the threshold; ,
A fuel supply system diagnostic device for an internal combustion engine comprising:
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