JP2017002892A - Engine controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device.
車載等のエンジンに設置される電磁式の燃料噴射弁は、内蔵する電磁ソレノイドへの通電により弁体を開弁することで燃料を噴射するよう構成されている。また、筒内噴射式等のエンジンでは、フィードポンプが燃料タンクから汲み上げた燃料を高圧燃料ポンプにより加圧して燃料噴射弁に供給している。こうしたエンジンでは、高圧燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料の圧力(燃圧)により、通電時間当たりの燃料噴射弁の噴射量が変化する。そのため、特許文献1に見られるように、燃圧を検出する燃圧センサを設け、その燃圧センサにより検出された燃圧に応じて燃料噴射弁の通電時間を設定するようにしている。 An electromagnetic fuel injection valve installed in a vehicle-mounted engine is configured to inject fuel by opening a valve body by energizing a built-in electromagnetic solenoid. In an in-cylinder engine or the like, the fuel pumped up from the fuel tank by the feed pump is pressurized by the high-pressure fuel pump and supplied to the fuel injection valve. In such an engine, the injection amount of the fuel injection valve per energization time varies depending on the pressure (fuel pressure) of the fuel supplied from the high-pressure fuel pump to the fuel injection valve. Therefore, as seen in Patent Document 1, a fuel pressure sensor for detecting the fuel pressure is provided, and the energization time of the fuel injection valve is set according to the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor.
一方、近年、上記のような電磁式の燃料噴射弁による高精度の微少量噴射を実現する技術として、パーシャルリフト噴射技術が知られている。パーシャルリフト噴射技術は、弁体が全開位置まで開弁する前に噴射を停止することで、全開位置に達したときの衝突による弁体のバウンス運動による噴射量精度の悪化を回避する技術である。こうしたパーシャルリフト噴射技術は、エンジンの燃焼や排気性状の改善に利用されている。 On the other hand, in recent years, a partial lift injection technique is known as a technique for realizing high-precision minute quantity injection by the electromagnetic fuel injection valve as described above. The partial lift injection technique is a technique that avoids deterioration of the injection amount accuracy due to the bounce motion of the valve body due to collision when the valve body reaches the fully open position by stopping the injection before the valve body opens to the fully open position. . Such partial lift injection technology is used to improve engine combustion and exhaust properties.
ところで、燃圧の検出値に基づいて燃料噴射弁の通電時間を設定する場合に、燃圧センサに異常が生じてその燃圧の検出値が実際の値から乖離すると、燃料噴射弁の噴射量も要求量から乖離してしまうことになる。そしてその結果、エンジンの燃焼状態が悪化して失火やストールを招く虞がある。そのため、燃圧センサの異常診断を行うとともに、その異常が確認されたときには、フェールセーフ処理として、高圧燃料ポンプの加圧動作を停止して、フィードポンプが汲み上げた燃料を加圧せずに燃料噴射弁に供給することがある。 By the way, when the energization time of the fuel injection valve is set based on the detected value of the fuel pressure, if an abnormality occurs in the fuel pressure sensor and the detected value of the fuel pressure deviates from the actual value, the injection amount of the fuel injection valve is also the requested amount. Will deviate from. As a result, the combustion state of the engine may deteriorate, leading to misfire or stall. Therefore, the abnormality of the fuel pressure sensor is diagnosed, and when the abnormality is confirmed, the pressurization operation of the high-pressure fuel pump is stopped as a fail-safe process, and the fuel pumped up by the feed pump is injected without being pressurized. May supply valves.
しかしながら、燃圧センサの異常の正確な診断にはある程度の時間が掛かる。一方、燃料噴射弁に供給された燃料の圧力は、弁体のリフトに対する抗力となるため、弁体のリフト速度や弁体が全開位置に達するまでの時間は、燃圧により変化する。そのため、弁体のリフト期間内で噴射を完結するパーシャルリフト噴射では、フルリフト噴射に比して、燃圧が噴射量精度に与える影響が大となる。また、エンジンの燃焼状態をパーシャルリフト噴射により確保している場合に、パーシャルリフト噴射の噴射量にずれが生じると、燃焼状態を良好に保つことができなくなってしまう。したがって、パーシャルリフト噴射を実施してエンジンを運転しているときに燃圧センサに異常が発生した場合には、その異常の診断結果が確定してフェールセーフ処理が実施されるまでに、燃焼状態が悪化して失火やストールが生じてしまう虞がある。 However, it takes some time to accurately diagnose the abnormality of the fuel pressure sensor. On the other hand, since the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve becomes a resistance against the lift of the valve body, the lift speed of the valve body and the time until the valve body reaches the fully open position vary depending on the fuel pressure. Therefore, in the partial lift injection that completes the injection within the lift period of the valve body, the influence of the fuel pressure on the injection amount accuracy becomes larger than in the full lift injection. Further, when the combustion state of the engine is ensured by partial lift injection, if the injection amount of partial lift injection is deviated, the combustion state cannot be maintained satisfactorily. Therefore, if an abnormality occurs in the fuel pressure sensor while the engine is operating with partial lift injection, the combustion state will not change until the diagnosis result of the abnormality is confirmed and the fail-safe process is performed. There is a risk of misfire and stalling.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、燃圧センサの異常の診断精度を確保しつつ、診断中のエンジンの燃焼悪化を抑制することのできるエンジン制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is an engine control capable of suppressing the deterioration of combustion of the engine under diagnosis while ensuring the accuracy of diagnosis of abnormality of the fuel pressure sensor. To provide an apparatus.
上記課題を解決するエンジン制御装置は、通電に応じて弁体を開弁することで燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料を燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料の圧力である燃圧を検出する燃圧センサと、を備えたエンジンに適用される。そして、同制御装置は、機関運転状態に応じて設定された要求噴射量と上記燃圧の検出値とに基づき燃料噴射弁の通電時間を設定して、上記弁体が全開位置まで開弁する前に噴射を停止するパーシャルリフト噴射と同弁体が全開位置まで開弁した後に噴射を停止するフルリフト噴射とによる燃料噴射弁の噴射制御を行う噴射制御部と、を備える。また、上記エンジン制御装置は、第2異常判定条件が成立した場合に燃圧センサの仮異常と判定し、第1異常判定条件が成立した場合に燃圧センサの異常と判定する診断部を備える。ここでの第1異常判定条件は、燃圧センサの異常発生時に成立する条件に設定され、また第2異常判定条件は、燃圧センサの異常の可能性がある場合に成立し、且つ燃圧センサの異常発生時には第1異常判定条件よりも先に成立する条件に設定されている。 An engine control device that solves the above problems includes a fuel injection valve that injects fuel by opening a valve body in response to energization, a fuel pump that supplies fuel to the fuel injection valve, and a fuel pump to a fuel injection valve. The present invention is applied to an engine provided with a fuel pressure sensor that detects a fuel pressure that is a pressure of supplied fuel. Then, the control device sets the energization time of the fuel injection valve based on the required injection amount set according to the engine operating state and the detected value of the fuel pressure, and before the valve body opens to the fully open position. And an injection control unit for performing injection control of the fuel injection valve by partial lift injection for stopping injection and full lift injection for stopping injection after the valve body is opened to the fully open position. The engine control device includes a diagnostic unit that determines that the fuel pressure sensor is temporarily abnormal when the second abnormality determination condition is satisfied, and determines that the fuel pressure sensor is abnormal when the first abnormality determination condition is satisfied. The first abnormality determination condition here is set to a condition that is satisfied when an abnormality occurs in the fuel pressure sensor, and the second abnormality determination condition is satisfied when there is a possibility of abnormality of the fuel pressure sensor, and the abnormality of the fuel pressure sensor is detected. At the time of occurrence, a condition that is established before the first abnormality determination condition is set.
燃圧センサに異常が発生して、正しい燃圧が分からなくなると、燃料噴射弁の通電時間を適切に設定できなくなる。そこで、そうした場合には、燃圧の検出値を正常に取得できなくてもエンジンの運転を継続できるようにするためのフェールセーフ処理や、異常の発生を運転者に通知する処理などが行われることになる。 If an abnormality occurs in the fuel pressure sensor and the correct fuel pressure is unknown, the energization time of the fuel injection valve cannot be set appropriately. Therefore, in such a case, fail-safe processing to allow the engine to continue to operate even if the detected value of fuel pressure cannot be acquired normally, processing to notify the driver of the occurrence of abnormality, etc. become.
ただし、燃圧センサの異常を精度良く診断するには、ある程度の時間が必要となる。すなわち、診断精度が高くなるように上記第1異常判定条件を設定した場合、燃圧センサの異常発生時にも、同第1異常判定条件の成立には、ある程度の時間を要するようになる。 However, a certain amount of time is required to accurately diagnose abnormality of the fuel pressure sensor. That is, when the first abnormality determination condition is set so as to increase the diagnostic accuracy, it takes a certain amount of time for the first abnormality determination condition to be satisfied even when an abnormality occurs in the fuel pressure sensor.
一方、燃圧の検出値とその実際の値との乖離によりパーシャルリフト噴射の噴射量がずれると、燃焼状態に大きな影響を与える。そのため、パーシャルリフト噴射の実施中に燃圧センサの異常が発生した場合、その診断が確定するまでに燃焼状態が悪化して失火やエンジンストールが生じてしまうことがある。 On the other hand, if the injection amount of the partial lift injection shifts due to the difference between the detected value of the fuel pressure and the actual value, the combustion state is greatly affected. For this reason, if an abnormality of the fuel pressure sensor occurs during the execution of partial lift injection, the combustion state may deteriorate until the diagnosis is finalized, resulting in misfire or engine stall.
ここで、上記制御装置において、診断部が燃圧センサの仮異常と判定する第2異常判定条件は、燃圧センサが異常の可能性がある場合に成立し、且つ燃圧センサの異常発生時には第1異常判定条件よりも先に成立する条件となっている。そのため、実際に燃圧センサの異常が発生している場合には、第1異常判定条件が成立して、燃圧センサの異常判定が確定するよりも前に、仮異常の判定がなされるようになる。 Here, in the above control device, the second abnormality determination condition that the diagnosis unit determines as a temporary abnormality of the fuel pressure sensor is established when there is a possibility that the fuel pressure sensor is abnormal, and the first abnormality occurs when the abnormality of the fuel pressure sensor occurs. The condition is established before the determination condition. Therefore, when the abnormality of the fuel pressure sensor has actually occurred, the provisional abnormality is determined before the first abnormality determination condition is satisfied and the abnormality determination of the fuel pressure sensor is finalized. .
そして、上記制御装置において噴射制御部は、診断部が仮異常と判定したときには、パーシャルリフト噴射を行わずに燃料噴射を行うように燃料噴射弁の噴射制御を行っている。すなわち、燃圧センサに異常が発生していると確定できていないときにも、その発生が疑われる状況にあるときには、パーシャルリフト噴射を禁止している。そのため、燃圧センサの異常判定の成立に時間を要した場合にも、燃焼状態の悪化が抑えられる。したがって、燃圧センサの異常の診断精度を確保しつつ、診断中のエンジンの燃焼悪化を抑制することができる。 In the above control device, the injection control unit performs the injection control of the fuel injection valve so that the fuel injection is performed without performing the partial lift injection when the diagnosis unit determines that there is a temporary abnormality. That is, even when it is not determined that an abnormality has occurred in the fuel pressure sensor, partial lift injection is prohibited when the occurrence is suspected. Therefore, even when time is required for establishment of abnormality determination of the fuel pressure sensor, deterioration of the combustion state can be suppressed. Therefore, deterioration of combustion of the engine under diagnosis can be suppressed while ensuring the accuracy of diagnosis of abnormality of the fuel pressure sensor.
なお、フィードポンプが燃料タンクから汲み上げた燃料を加圧して燃料噴射弁に供給する高圧燃料ポンプを上記燃料ポンプとして備えるエンジンでは、その制御装置が、上記燃圧の検出値に基づき、同燃圧の検出値が機関運転状態に応じて設定された目標燃圧となるように高圧燃料ポンプの作動を制御する燃圧制御部を備えることがある。こうしたエンジン制御装置では、燃圧センサの異常発生時のフェールセーフ処理を、例えば以下のように行うことができる。すなわち、燃圧制御部は、診断部が燃圧センサの異常と判定したときに、高圧燃料ポンプの加圧動作を停止する。また、噴射制御部は、診断部が燃圧センサの異常と判定したときには、フィードポンプのフィード圧の設定値を燃圧の検出値の代わりに用いて燃料噴射弁の通電時間を設定する。高圧燃料ポンプの加圧動作が停止すると、燃料噴射弁には、フィードポンプが汲み上げた燃料がそのまま燃料噴射弁に供給される。エンジンの運転中、フィードポンプが汲み上げた燃料の圧力、すなわちフィード圧は、概ね一定に保たれる。そのため、このときの噴射制御部は、フィードポンプのフィード圧の設定値を燃圧の検出値の代わりに用いて燃料噴射弁の通電時間を設定することで、要求噴射量分の燃料噴射を燃料噴射弁に行わせることが可能となる。 In an engine equipped with a high-pressure fuel pump as a fuel pump that pressurizes the fuel pumped up from the fuel tank by the feed pump and supplies it to the fuel injection valve, the control device detects the fuel pressure based on the detected value of the fuel pressure. There may be provided a fuel pressure control unit that controls the operation of the high-pressure fuel pump so that the value becomes the target fuel pressure set according to the engine operating state. In such an engine control device, fail-safe processing when an abnormality occurs in the fuel pressure sensor can be performed, for example, as follows. That is, the fuel pressure control unit stops the pressurizing operation of the high pressure fuel pump when the diagnosis unit determines that the fuel pressure sensor is abnormal. In addition, when the diagnosis unit determines that the fuel pressure sensor is abnormal, the injection control unit sets the energization time of the fuel injection valve using the set value of the feed pressure of the feed pump instead of the detected value of the fuel pressure. When the pressurizing operation of the high pressure fuel pump is stopped, the fuel pumped up by the feed pump is supplied to the fuel injection valve as it is. During operation of the engine, the pressure of the fuel pumped up by the feed pump, that is, the feed pressure, is kept substantially constant. For this reason, the injection control unit at this time uses the set value of the feed pressure of the feed pump instead of the detected value of the fuel pressure to set the energization time of the fuel injection valve, thereby injecting fuel for the required injection amount. The valve can be made to perform.
ところで、燃圧を目標燃圧に維持するには、高圧燃料ポンプから燃料噴射弁への燃料供給量が、噴射による燃料噴射弁の燃料消費量に釣り合うように、高圧燃料ポンプの作動を制御する必要がある。一方、燃圧センサに異常が発生して燃圧の検出値が実際の値から乖離した値となると、その検出値に基づいて高圧燃料ポンプの作動を制御しても、燃料噴射弁の燃料供給量がその燃料消費量に見合ったものとはならないため、燃圧検出値が目標燃圧に収束しなくなる。よって、燃圧の検出値と目標燃圧との偏差が規定値以上の状態が規定の異常判定時間以上継続した場合に成立するように上記第1異常判定条件を設定することで、燃圧センサの異常診断を行うことができる。なお、このときの燃圧センサの異常の判定を高精度に行うには、異常判定時間はある程度長い時間に設定する必要がある。 By the way, in order to maintain the fuel pressure at the target fuel pressure, it is necessary to control the operation of the high-pressure fuel pump so that the amount of fuel supplied from the high-pressure fuel pump to the fuel injection valve matches the fuel consumption of the fuel injection valve by injection. is there. On the other hand, if an abnormality occurs in the fuel pressure sensor and the detected value of the fuel pressure deviates from the actual value, even if the operation of the high pressure fuel pump is controlled based on the detected value, the fuel supply amount of the fuel injection valve The fuel pressure detection value does not converge to the target fuel pressure because it does not match the fuel consumption. Therefore, the abnormality diagnosis of the fuel pressure sensor is performed by setting the first abnormality determination condition so as to be established when the deviation between the detected value of the fuel pressure and the target fuel pressure continues for a specified abnormality determination time or longer. It can be performed. In addition, in order to determine the abnormality of the fuel pressure sensor at this time with high accuracy, it is necessary to set the abnormality determination time to a relatively long time.
一方、燃圧センサの異常として、センサ出力が、ひいては燃圧の検出値が一定となるスタック異常がある。そのため、燃圧の検出値が一定の状態が規定時間以上継続した場合に成立するように上記第2異常判定条件を設定するとよい。ちなみに、この場合、スタック異常を確定する必要はなく、その発生が疑われる状況にあるか否かを判定すればよいため、上記規定時間は、比較的短い時間であってもよい。なお、燃圧の検出値が一定の状態が上記規定時間を超えてさらに継続すれば、やがて、燃圧センサのスタック異常は確定的となる。よって、第2異常判定条件が成立する上記規定時間よりも長い時間をスタック異常判定時間として設定し、燃圧の検出値が一定の状態が同スタック異常判定時間継続した場合に成立するように上記第1異常判定条件を設定すれば、燃圧センサのスタック異常の診断が可能となる。 On the other hand, as an abnormality of the fuel pressure sensor, there is a stack abnormality in which the sensor output and thus the detected value of the fuel pressure becomes constant. For this reason, the second abnormality determination condition may be set so as to be satisfied when a state in which the detection value of the fuel pressure is constant continues for a predetermined time or longer. Incidentally, in this case, it is not necessary to determine the stack abnormality, and it is only necessary to determine whether or not the occurrence of the stack is suspected. Therefore, the specified time may be a relatively short time. If the state in which the detected value of the fuel pressure is constant continues further beyond the specified time, the stack abnormality of the fuel pressure sensor will eventually become definite. Therefore, a time longer than the specified time when the second abnormality determination condition is satisfied is set as the stack abnormality determination time, and the first abnormality is set so as to be satisfied when the state where the detection value of the fuel pressure is constant continues for the same stack abnormality determination time. If one abnormality determination condition is set, it is possible to diagnose a stack abnormality of the fuel pressure sensor.
また、燃圧センサに異常が発生してその検出値が実際の値から乖離した状態でエンジンが運転されると、エンジンストールが発生する虞がある。そこで、エンジンストールが発生した場合に成立するように、上記第2異常判定条件を設定してもよい。なお、燃圧センサの異常によって燃焼が大幅に悪化すると、診断部による異常診断に必要な時間、エンジンの運転を継続できなくなることが考えられる。そうした場合、エンジンを再始動しても、診断部による異常診断の完了前に再びエンジンストールが発生してしまうため、エンジンの再始動を幾度も繰り返しても、異常診断の結果が確定されなくなる虞がある。その点、エンジンストールが発生した場合にパーシャルリフト噴射を禁止すれば、エンジン再始動後の燃料の悪化が抑えられる。そのため、燃圧センサの異常によりエンジンストールが発生するまでエンジンの燃焼が悪化する場合にも、燃圧センサの異常が診断され易くなる。 In addition, if the engine is operated in a state where an abnormality occurs in the fuel pressure sensor and the detected value deviates from the actual value, there is a possibility that engine stall may occur. Therefore, the second abnormality determination condition may be set so as to be established when an engine stall occurs. If the combustion is greatly deteriorated due to the abnormality of the fuel pressure sensor, it is considered that the engine operation cannot be continued for the time required for the abnormality diagnosis by the diagnosis unit. In such a case, even if the engine is restarted, the engine stall may occur again before the abnormality diagnosis by the diagnosis unit is completed. Therefore, even if the engine is restarted many times, the result of the abnormality diagnosis may not be determined. There is. In that regard, if partial lift injection is prohibited when an engine stall occurs, fuel deterioration after engine restart can be suppressed. Therefore, even when the combustion of the engine deteriorates until the engine stall occurs due to the abnormality of the fuel pressure sensor, the abnormality of the fuel pressure sensor is easily diagnosed.
更にエンジンで燃焼された混合気の空燃比を検出する空燃比センサの検出値に基づき、同空燃比の検出値を目標空燃比とすべく要求噴射量を補正する空燃比制御部を備えるエンジン制御装置では、燃圧センサの異常により、燃料噴射弁の噴射量が要求噴射量からずれてしまうと、空燃比を目標空燃比に収束できずに、空燃比制御部による要求噴射量の補正量の絶対値が大きくなることがある。よって、そうした空燃比制御部を備えるエンジン制御装置では、その空燃比制御部による要求噴射量の補正量の絶対値が規定値以上となる場合に成立するように、上記第2異常判定条件を設定してもよい。 Further, the engine control includes an air-fuel ratio control unit that corrects the required injection amount so that the detected value of the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio based on the detected value of the air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned by the engine In the apparatus, if the injection amount of the fuel injection valve deviates from the required injection amount due to the abnormality of the fuel pressure sensor, the air-fuel ratio cannot be converged to the target air-fuel ratio, and the correction amount of the required injection amount by the air-fuel ratio control unit is absolute. The value can be large. Therefore, in the engine control device including such an air-fuel ratio control unit, the second abnormality determination condition is set so as to be satisfied when the absolute value of the correction amount of the required injection amount by the air-fuel ratio control unit is equal to or greater than a specified value. May be.
上記エンジン制御装置において噴射制御部は、第1異常判定条件が未成立、且つ上記第2異常判定条件が成立したときに、要求噴射量分の燃料を複数回に分割して噴射する多段噴射を禁止することが望ましい。燃圧センサによる燃圧の検出値と実際の燃圧との乖離に伴う燃料噴射量のズレは、要求噴射量分の燃料を1回の燃料噴射で噴射する場合よりも、要求噴射量分の燃料を複数回に分割して噴射する場合の方が大きくなる。そのため、燃圧センサの異常の発生が疑われる状況では多段噴射を禁止することで、燃圧の検出値を正常に取得できない場合の燃料噴射量のズレを小さくすることが、ひいてはそのズレによるエンジンの燃焼悪化を抑えることが可能となる。 In the engine control device, the injection control unit performs multi-stage injection that divides the fuel for the required injection amount into multiple injections when the first abnormality determination condition is not satisfied and the second abnormality determination condition is satisfied. It is desirable to ban. The deviation of the fuel injection amount due to the difference between the detected fuel pressure value by the fuel pressure sensor and the actual fuel pressure is more than the amount of fuel required for the required injection amount than when the fuel for the required injection amount is injected by one fuel injection. The case where it divides | segments into times and injects becomes larger. For this reason, by prohibiting multi-stage injection in a situation where the occurrence of an abnormality in the fuel pressure sensor is suspected, it is possible to reduce the deviation in the fuel injection amount when the detected value of the fuel pressure cannot be obtained normally, and in turn the combustion of the engine due to that deviation. Deterioration can be suppressed.
なお、排気を浄化する触媒装置の暖機中のエンジンのアイドル運転時に、フルリフト噴射による吸気行程中の燃料噴射とパーシャルリフト噴射による圧縮行程中の燃料噴射との多段噴射を行い、パーシャルリフト噴射により噴射した燃料を点火プラグの周辺に集めることで、燃料が気化し難い冷間始動時に燃焼を安定させることが可能である。こうした場合の圧縮行程中のパーシャルリフト噴射の噴射量のずれは、燃焼の悪化に直結する。そのため、上記エンジン制御装置は、そうした多段噴射を行う場合により顕著な効果を奏する。 During idle operation of the warming-up engine of the catalyst device for purifying exhaust gas, multistage injection of fuel injection during the intake stroke by full lift injection and fuel injection during the compression stroke by partial lift injection is performed, and partial lift injection By collecting the injected fuel around the spark plug, it is possible to stabilize the combustion at the cold start when the fuel is hard to vaporize. In such a case, the shift in the injection amount of the partial lift injection during the compression stroke directly leads to deterioration of combustion. Therefore, the engine control device has a more remarkable effect when performing such multi-stage injection.
ところで、フィードポンプが燃料タンクから汲み上げた燃料を加圧する高圧燃料ポンプを上記燃料ポンプとして備えるとともに、高圧燃料ポンプから供給された燃料を気筒内に噴射する筒内噴射弁を上記燃料噴射弁として備え、それとは別に、高圧燃料ポンプを経由せずにフィードポンプから供給された燃料を吸気ポート内に噴射するポート噴射弁を備えるエンジンがある。こうしたエンジンでは、筒内噴射弁のパーシャルリフト噴射が禁止された場合の燃料噴射は、筒内噴射弁のフルリフト噴射による燃料噴射と、ポート噴射弁による燃料噴射とで燃料噴射とで行うことができる。一方、燃圧センサの異常が発生すると、高圧燃料配管内の燃圧を適切に制御できなくなり、またその燃圧を確認することもできなくなる。そのため、燃圧センサの異常発生時には、高圧燃料配管内の燃圧が要求よりも大幅に低下している可能性がある。高圧燃料配管内の燃圧が低下すると、筒内噴射弁による燃料噴射の噴射圧も低下し、噴射時の筒内圧が高くなる高負荷運転時には、噴射圧が不足して筒内噴射弁による燃料噴射が不能となる虞がある。そうした場合にも、上記エンジン制御装置における噴射制御部が、パーシャルリフト噴射が禁止されている場合、エンジン負荷率が規定値以上のときにはポート噴射弁のフルリフト噴射による燃料噴射を行い、エンジン負荷率が同規定値未満のときには前記筒内噴射弁のフルリフト噴射による燃料噴射を行うようにすれば、高圧燃料配管内の燃圧が低くなっていたとしても、噴射圧の不足により燃料噴射が不能となる事態を避けることができる。 By the way, a high-pressure fuel pump that pressurizes the fuel pumped up from the fuel tank by the feed pump is provided as the fuel pump, and an in-cylinder injection valve that injects fuel supplied from the high-pressure fuel pump into the cylinder is provided as the fuel injection valve. Separately, there is an engine provided with a port injection valve that injects fuel supplied from a feed pump into an intake port without going through a high-pressure fuel pump. In such an engine, when the partial lift injection of the in-cylinder injection valve is prohibited, the fuel injection can be performed by the fuel injection by the full lift injection of the in-cylinder injection valve and the fuel injection by the port injection valve. . On the other hand, if an abnormality occurs in the fuel pressure sensor, the fuel pressure in the high-pressure fuel pipe cannot be properly controlled, and the fuel pressure cannot be confirmed. Therefore, when an abnormality occurs in the fuel pressure sensor, the fuel pressure in the high-pressure fuel pipe may be significantly lower than required. When the fuel pressure in the high-pressure fuel pipe decreases, the injection pressure of fuel injection by the in-cylinder injection valve also decreases, and during high load operation in which the in-cylinder pressure during injection increases, fuel injection by the in-cylinder injection valve is insufficient. May become impossible. Even in such a case, when the partial lift injection is prohibited, the injection control unit in the engine control device performs the fuel injection by the full lift injection of the port injection valve when the engine load factor is equal to or higher than the specified value. If fuel injection is performed by full lift injection of the in-cylinder injection valve when it is less than the specified value, even if the fuel pressure in the high-pressure fuel pipe is low, fuel injection becomes impossible due to insufficient injection pressure Can be avoided.
(第1実施形態)
以下、エンジン制御装置の第1実施形態を、図1〜図6を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の制御装置が適用されるエンジン10の吸気通路11には、上流側から順に、エアクリーナ12、エアフローメータ13、スロットルバルブ14、吸気マニホールド11Aが設けられている。エアクリーナ12は、吸気通路11に流入した吸気中の塵などを濾過し、エアフローメータ13は、吸気の流量(吸入空気量GA)を検出し、スロットルバルブ14は、その弁開度の変更を通じて吸入空気量を調整する。そして、吸気通路11は、吸気マニホールド11Aにおいて分岐された後、気筒別の吸気ポート15を通って各気筒16に接続されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an engine control device will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an
一方、エンジン10の排気通路17には、上流側から順に、排気マニホールド17A、空燃比センサ18、触媒装置19が設けられている。各気筒16から排気通路17へと排出された排気は、排気マニホールド17Aにおいて合流されて触媒装置19に流入し、その触媒装置19において浄化される。空燃比センサ18は、触媒装置19に流入する排気の燃焼時における空燃比に応じた信号を出力する。
On the other hand, in the
こうしたエンジン10の燃料供給システムは、燃料タンク20内の燃料を汲み出して吐出するフィードポンプ21を備える。フィードポンプ21は、低圧燃料通路22を介して低圧燃料配管23及び高圧燃料ポンプ24にそれぞれ接続されている。低圧燃料配管23は、フィードポンプ21から送られた燃料を蓄える燃料容器であり、エンジン10の各気筒16のポート噴射弁25が接続されている。ポート噴射弁25は、低圧燃料配管23に蓄えられた燃料を、通電に応じてエンジン10の吸気ポート15内に噴射する電磁式の燃料噴射弁として構成されている。一方、高圧燃料ポンプ24は、フィードポンプ21から送られた燃料を更に加圧して、高圧燃料配管26に吐出する。なお、低圧燃料通路22には、フィードポンプ21が吐出した燃料を濾過するフィルタ27と、低圧燃料通路22内の燃圧(フィード圧)が規定のリリーフ圧を超えたときに開弁して低圧燃料通路22内の燃料を燃料タンク20内にリリーフするプレッシャレギュレータ28と、が設けられている。
Such a fuel supply system of the
高圧燃料ポンプ24内には、燃料ギャラリ29と加圧室30との2つの容積部が設けられている。燃料ギャラリ29には、低圧燃料通路22を通じてフィードポンプ21から送られた燃料が導入される。なお、燃料ギャラリ29内には、燃圧の脈動を減衰させるためのパルセーションダンパが設けられている。さらに、高圧燃料ポンプ24には、エンジン10のカムシャフト32に設けられたポンプ駆動用のカム33により往復動されて、加圧室30の容積を変化させるプランジャ34が設けられている。
In the high-
燃料ギャラリ29と加圧室30とは、電磁スピル弁35を介して連結されている。電磁スピル弁35は、通電に応じて閉弁する常開式の弁であり、開弁時には燃料ギャラリ29と加圧室30とを連通し、閉弁時には、それらの連通を遮断する。さらに、加圧室30は、チェック弁36を介して高圧燃料配管26に連通されている。チェック弁36は、加圧室30内が高圧燃料配管26内よりも高圧となったときに開弁して加圧室30から高圧燃料配管26への燃料吐出を許容するとともに、高圧燃料配管26内が加圧室30内よりも高圧となったときに閉弁して高圧燃料配管26から加圧室30への燃料の逆流を規制する。
The
高圧燃料配管26は、高圧燃料ポンプ24から送られた高圧の燃料を蓄える燃料容器であり、エンジン10の各気筒16に設置された筒内噴射弁37が接続されている。筒内噴射弁37は、高圧燃料配管26に蓄えられた燃料を、通電に応じて気筒16内に噴射する電磁式の燃料噴射弁として構成されている。なお、高圧燃料配管26には、その内部の燃圧(高圧側燃圧)を検出する燃圧センサ38が取り付けられている。また、高圧燃料配管26には、その内部の圧力が過上昇したときに開弁して、その内部の燃料を、リリーフ通路39を通じて燃料タンク20内にリリーフするリリーフ弁39Aが取り付けられてもいる。
The high-
さらに、エンジンの燃料供給システムは、電子制御ユニット40を備える。電子制御ユニット40は、各種演算処理を行う中央演算処理装置、その演算処理のためのプログラムやデータが予め記憶された読出専用メモリ、中央演算処理装置の演算結果や各種センサの検出結果などを一時的に記憶する読書可能メモリを備える。また、電子制御ユニット40は、電源オフ時にもデータを記憶保持するための不揮発性メモリを備えている。
Further, the engine fuel supply system includes an
こうした電子制御ユニット40には、上述のエアフローメータ13、空燃比センサ18、燃圧センサ38に加え、エンジン10のクランシャフトの回転位相(クランク角)を検出するクランク角センサ41、運転者のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ42などのセンサの検出信号が入力されている。電子制御ユニット40は、それらセンサの検出結果に基づき、高圧燃料ポンプ24の電磁スピル弁35やポート噴射弁25、筒内噴射弁37の通電制御を行っている。なお、電子制御ユニット40は、クランク角センサ41の検出結果からエンジン回転数NEを、エアフローメータ13やアクセルペダルセンサ42の検出結果からエンジン負荷率KLを、それぞれ演算して求めている。なお、エンジン負荷率KLとは、自然吸気での現在のエンジン回転数NEにおけるシリンダ流入空気量の最大値を「100%」としたときの現在のシリンダ流入空気量の比率を表し、エンジン負荷の指標値として用いられる。
The
<燃圧可変制御>
電子制御ユニット40は、高圧燃料ポンプ24の電磁スピル弁35の通電制御を通じて、高圧燃料配管26内の燃圧(高圧側燃圧)の可変制御を行っている。ここではまず、高圧燃料ポンプ24の加圧動作について説明する。なお、以下の説明では、加圧室30の容積を縮小する方向へのプランジャ34の移動を上昇といい、加圧室30の容積を拡大する方向へのプランジャ34の移動を下降という。
<Variable fuel pressure control>
The
フィードポンプ21が吐出した燃料は、低圧燃料通路22を通じて高圧燃料ポンプ24の燃料ギャラリ29に導入される。ここで、電磁スピル弁35が開いた状態でプランジャ34が下降すると、加圧室30の容積の拡大に応じて燃料ギャラリ29から加圧室30内に燃料が吸引される。その後、プランジャ34が下降から上昇に転じると、加圧室30の容積が次第に縮小するようになる。このときの電磁スピル弁35が開いたままとなっていると、その容積の縮小に応じて加圧室30から燃料ギャラリ29に燃料が戻される。こうしたプランジャ34の上昇中に電磁スピル弁35への通電を開始すると、電磁スピル弁35が閉じて加圧室30が密封される。そのため、容積の縮小に応じて加圧室30内の燃圧が上昇するようになる。そして、加圧室30内の燃圧が高圧燃料配管26内の燃圧よりも高くなると、チェック弁36が開いて、高圧となった加圧室30内の燃料が高圧燃料配管26に圧送される。その後、プランジャ34が上昇から下降に転じたときに電磁スピル弁35への通電を停止すれば、再び燃料ギャラリ29から加圧室30内に燃料が吸引される。高圧燃料ポンプ24は、こうしたプランジャ34の下降時における燃料の吸引と、その上昇時における燃料の加圧吐出とを繰り返すことで、高圧燃料配管26への燃料供給を行っている。
The fuel discharged from the
なお、プランジャ34の昇降動作が1回行われる毎に高圧燃料ポンプ24が吐出する燃料の量(以下、高圧燃料ポンプ24の燃料吐出量と記載する)は、プランジャ34の上昇期間における電磁スピル弁35への通電の開始時期を早くすれば増加し、遅くすれば減少する。電子制御ユニット40は、こうした電磁スピル弁35の通電開始時期の調整により、高圧燃料配管26内の燃圧を可変とする燃圧可変制御を行っている。
The amount of fuel discharged by the high-
燃圧可変制御に際して、電子制御ユニット40はまず、エンジン負荷率KLなどに基づき、高圧燃料配管26内の燃圧の目標値である目標燃圧Ptを算出する。目標燃圧Ptは基本的には、エンジン負荷率KLが低いときには低い圧力に、エンジン負荷率KLが高いときには高い圧力に設定される。
In the variable fuel pressure control, the
そして、電子制御ユニット40は、燃圧センサ38による高圧燃料配管26内の燃圧の検出値(以下、燃圧検出値Pmと記載する)と目標燃圧Ptとの偏差に応じ、燃圧検出値Pmが目標燃圧Ptに近づくように、プランジャ34の上昇期間における電磁スピル弁35の通電開始時期を調整する。具体的には、燃圧検出値Pmが目標燃圧Ptよりも低いときには、電磁スピル弁35の通電開始時期を早くして、高圧燃料ポンプ24の燃料吐出量を増加させる。また、燃圧検出値Pmが目標燃圧Ptよりも高いときには、電磁スピル弁35の通電開始時期を遅くして、高圧燃料ポンプ24の燃料吐出量を減少させる。こうして、電子制御ユニット40は、高圧燃料配管26内の燃圧を目標燃圧Ptに保持するようにしている。
Then, the
<燃料噴射制御>
また、電子制御ユニット40は、ポート噴射弁25及び筒内噴射弁37による燃料噴射の制御を行ってもいる。燃料噴射制御は、以下の態様で行われる。
<Fuel injection control>
The
燃料噴射制御に際して、電子制御ユニット40はまず、エンジン10の運転状況(エンジン回転数NEやエンジン負荷率KLなど)に基づき、要求噴射量Qtを算出する。要求噴射量Qtは、各気筒において燃焼サイクル1回当たりに噴射する燃料の総量の要求値である。また、電子制御ユニット40は、エンジン10の運転状況に基づき、ポート噴射弁25及び筒内噴射弁37の噴き分け率を決定する。そして、電子制御ユニット40は、その噴き分け率に応じて要求噴射量Qtを、ポート噴射弁25により噴射する燃料の量であるポート噴射量Qp、及び筒内噴射弁37により噴射する燃料の量である筒内噴射量Qdに割り振る。さらに、電子制御ユニット40は、ポート噴射量Qp分の燃料噴射に必要なポート噴射弁25の通電時間、及び筒内噴射量Qd分の燃料噴射に必要な筒内噴射弁37の通電時間をそれぞれ演算する。そして、電子制御ユニット40は、ポート噴射弁25及び筒内噴射弁37に対してそれぞれ、演算した各々の通電時間分の通電を行うようにしている。
In the fuel injection control, the
なお、上記のように、筒内噴射弁37に燃料を供給する高圧燃料配管26内の燃圧は可変制御されている。そして、その燃圧が変われば、通電に応じて単位時間当たりに筒内噴射弁37が噴射する燃料の量が変化してしまう。そのため、筒内噴射弁37の通電時間については、燃圧センサ38の燃圧検出値Pmを参照して、高圧燃料配管26内の燃圧が燃圧検出値Pmである場合に筒内噴射量Qd分の燃料噴射に必要な通電時間を演算している。
Note that, as described above, the fuel pressure in the high-
<パーシャルリフト噴射>
ところで、より高圧の燃料を噴射する筒内噴射弁37は、より低圧の燃料を噴射するポート噴射弁25に比して、短時間の通電でより多くの燃料を噴射する。そうした筒内噴射弁37では、下記の構造上の問題が、微少量の燃料噴射における噴射量精度により大きく影響する。
<Partial lift injection>
Incidentally, the in-
図2に、筒内噴射弁37の断面構造を示す。なお、以下の説明では、図中下方を筒内噴射弁37の先端側という。
同図に示すように、筒内噴射弁37のハウジング50には、電磁ソレノイド51が内蔵されている。電磁ソレノイド51は、ハウジング50に固定された固定コア52と、固定コア52の周囲に設けられた電磁コイル53と、先端側において固定コア52に隣接して設けられた可動コア54と、を備える。可動コア54は、ハウジング50内において図中上下方向に変位可能に設置されており、弁体55が一体となって変位可能に連結されている。さらに、ハウジング50内には、可動コア54を先端側に付勢するスプリング56も設けられている。
FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the
As shown in the figure, an electromagnetic solenoid 51 is built in the housing 50 of the in-
一方、ハウジング50における先端側の部分には、弁体55の先端部分の周囲を囲むようにノズルボディ57が取り付けられている。ノズルボディ57の先端には、その内外を連通するスリット状の噴孔58が形成されている。なお、ハウジング50の内部には、高圧燃料配管26から送られた燃料が導入される燃料室59が形成されている。
On the other hand, a
こうした筒内噴射弁37において、弁体55は、スプリング56により可動コア54と共に先端側に付勢されている。電磁ソレノイド51への通電が行われていない状態では、このスプリング56の付勢力により、弁体55は、ノズルボディ57に着座する位置(以下、全閉位置と記載する)に変位して、噴孔58を閉塞する。
In such an in-
電磁ソレノイド51への通電が開始されると、固定コア52と可動コア54との間に電磁吸引力が発生し、弁体55が可動コア54と共に、固定コア52に近づく側に変位する。これにより、弁体55の先端がノズルボディ57から離床すると、噴孔58が開いて、燃料室59内の燃料が外部に噴射される。なお、弁体55は、その先端がノズルボディ57から離れる側に対し、可動コア54が固定コア52に当接する位置(以下、全開位置と記載する)まで変位可能となっている。
When energization of the electromagnetic solenoid 51 is started, an electromagnetic attractive force is generated between the fixed
その後、電磁ソレノイド51への通電を停止すると、弁体55は、全閉位置に向けて変位する。そして、弁体55が全閉位置に達すると、噴孔58が閉じて燃料噴射が停止する。なお、以下の説明では、ノズルボディ57に対する弁体55の先端の離床量を筒内噴射弁37のノズルリフト量と記載する。
Thereafter, when energization to the electromagnetic solenoid 51 is stopped, the
図3に、筒内噴射弁37の噴射量及びそのバラツキと、電磁ソレノイド51に対する通電時間との関係を示す。同図において、「T0」は、ノズルボディ57からの弁体55の離床(リフト)の開始に必要な通電時間(リフト開始通電時間)を、「Tpmax」は、弁体55の全開位置への到達に必要な通電時間(P/L最大通電時間)を、それぞれ示している。
FIG. 3 shows the relationship between the injection amount of the in-
「T0〜Tpmax」までの区間では、通電中にノズルリフト量が変化していくため、通電時間に対する筒内噴射弁37の噴射量の変化率は比較的大きくなる。一方、「Tpmax」以降の区間では、ノズルリフト量が全開時の量に保持されるため、通電時間に対する筒内噴射弁37の噴射量の変化率は、「T0〜Tpmax」までの区間に比して小さくなる。以下の説明では、弁体55が全開に至らない「T0〜Tpmax」までの区間をパーシャルリフト(P/L)区間と記載する。また、弁体55が全開に至った「Tpmax」以降の区間をフルリフト(F/L)区間と記載する。
In the section from “T0 to Tpmax”, the nozzle lift amount changes during energization, so the rate of change of the injection amount of the in-
通電開始から弁体55のリフトが開始されるまでの時間(リフト開始通電時間T0)には、ある程度のバラツキが存在し、そのバラツキは、P/L区間における噴射量のバラツキの要因となる。ただし、リフト開始通電時間T0のバラツキが噴射量のバラツキに与える影響は、噴射量が増すにつれて相対的に小さくなるため、P/L区間における噴射量のバラツキは、通電時間の増加に応じて減少する。 There is some variation in the time from the start of energization to the start of lift of the valve body 55 (lift start energization time T0), and this variation causes the variation in the injection amount in the P / L section. However, since the effect of the variation in the lift start energization time T0 on the variation in the injection amount becomes relatively small as the injection amount increases, the variation in the injection amount in the P / L section decreases as the energization time increases. To do.
一方、可動コア54が固定コア52に当接する弁体55が全開位置に達すると、可動コア54と固定コア52との衝突の反動で弁体55がバウンス運動するようになる。そしてそのバウンス運動によるノズルリフト量の微少振動が噴射量のバラツキを増大させる。こうした全開時の弁体55のバウンス運動が噴射量のバラツキに与える影響も、噴射量が増すに連れて相対的に小さくなる。そのため、筒内噴射弁37の噴射量のバラツキは、F/L区間に入った直後に一旦増加した後、通電時間の増加に応じて減少するようになる。よって、P/L最大通電時間Tpmaxよりも長い規定の時間(F/L最小通電時間Tfmin)以上に通電時間を設定して燃料噴射を行えば、噴射量のバラツキを許容値以下に抑えることが可能となる。
On the other hand, when the
一方、上述したように、P/L区間においても、F/L区間に入る直前の通電時間では、噴射量のバラツキが比較的小さくなっている。よって、通電時間を、規定の時間(P/L最小通電時間Tpmin)以上、P/L最大通電時間Tpmax未満の範囲に設定しても、噴射量のバラツキは許容値以下に抑えられる。本実施形態では、こうした範囲に通電時間を設定しての、弁体55が全開に至らない燃料噴射、いわゆるパーシャルリフト噴射を行うことで、筒内噴射弁37による微少量の燃料噴射を高い噴射量精度で行うようにしている。ちなみに、こうしたパーシャルリフト噴射に対して、弁体55が全開に至る燃料噴射は、フルリフト噴射という。
On the other hand, as described above, also in the P / L section, the variation in the injection amount is relatively small during the energization time immediately before entering the F / L section. Therefore, even if the energization time is set to a range not less than the specified time (P / L minimum energization time Tpmin) and less than the P / L maximum energization time Tpmax, the variation in the injection amount can be suppressed to an allowable value or less. In the present embodiment, by setting the energization time in such a range and performing fuel injection in which the
ちなみに、ポート噴射弁25にも、同様の構造上の問題は存在する。ただし、ポート噴射量Qpが制御範囲の下限値であるときにも、ポート噴射弁25の通電時間は、同ポート噴射弁25のF/L最小通電時間Tfminよりも長いため、ポート噴射弁25による燃料噴射はすべて、弁体が全開に至るフルリフト噴射で行われる。
Incidentally, the
<触媒暖機促進制御>
本実施形態のエンジン制御装置において電子制御ユニット40は、エンジン10の冷間始動時に触媒装置19の暖機を促進するための触媒暖機促進制御を行っている。そして、そうした触媒暖機促進制御において、パーシャルリフト噴射を行っている。
<Catalyst warm-up promotion control>
In the engine control device of the present embodiment, the
具体的には、触媒暖機促進制御では、触媒装置19の暖機が未了の状態でエンジン10がアイドル運転されているときの燃料噴射を、筒内噴射弁37のフルリフト噴射による吸気行程中の燃料噴射と、同じく筒内噴射弁37のパーシャルリフト噴射による圧縮行程中の燃料噴射との多段噴射により行うようにしている。このときのパーシャルリフト噴射により圧縮行程中に噴射された燃料は、筒内気流に乗って点火プラグの近傍に運ばれる。これにより、点火プラグ周辺の部分の燃料濃度が局所的に高くなった混合気を気筒内に形成することで、シリンダ壁面温度が低く、燃料が気化し難い冷間始動時においても、燃焼を良好としている。そして、それにより、排気温度を高めて触媒装置19の昇温を促進するようにしている。
Specifically, in the catalyst warm-up promotion control, the fuel injection when the
<燃圧センサの異常診断>
上記のように、筒内噴射弁37による燃料噴射は、燃圧センサ38による燃圧検出値Pmに基づき、筒内噴射量Qd分の燃料を噴射可能な通電時間を演算し、筒内噴射弁37の電磁ソレノイド51に対してその演算した通電時間分の通電を行うことで実行されている。そのため、燃圧センサ38に異常が生じて、その燃圧検出値Pmが高圧燃料配管26内の実際の燃圧から乖離した値を示すようになると、筒内噴射弁37により実際に噴射される燃料の量が、要求した筒内噴射量Qdから乖離して、燃焼の悪化を招く虞がある。
<Abnormal diagnosis of fuel pressure sensor>
As described above, the fuel injection by the in-
一方、上述のように、燃圧センサ38の燃圧検出値Pmは、燃圧可変制御にも使用されている。すなわち、燃圧可変制御では、燃圧検出値Pmを目標燃圧Ptとするように高圧燃料ポンプ24の加圧動作を制御している。燃圧センサ38に異常が生じると、燃圧可変制御により燃圧検出値Pmを目標燃圧Ptに収束できなくなる。そのため、本実施形態では、燃圧検出値Pmと目標燃圧Ptとの偏差が規定値以上の状態が規定の異常判定時間T1以上継続したときに「異常有り」と判定することで、燃圧センサ38の異常診断を行っている。すなわち、本実施形態では、燃圧検出値Pmと目標燃圧Ptとの偏差が規定値以上の状態が規定の異常判定時間T1以上継続した場合に成立するように第1異常判定条件を設定し、その第1異常判定条件が成立した場合に燃圧センサ38の異常と判定している。
On the other hand, as described above, the detected fuel pressure value Pm of the
なお、燃圧センサ38の異常が生じていない場合にも、目標燃圧Ptからの燃圧検出値Pmの乖離が一時的に生じることはある。そのため、誤判定を避けて、高い診断精度を確保するには、異常判定時間T1に、ある程度の長い時間を設定する必要がある。
Even when the abnormality of the
<フェールセーフ処理>
本実施形態では、燃圧センサ38の異常と判定されたときのフェールセーフ処理として、次の処理を行うようにしている。すなわち、(イ)高圧燃料ポンプ24の加圧動作の停止と、(ロ)筒内噴射弁37の通電時間の演算態様の切り換えとが、フェールセーフ処理として実施される。
<Fail-safe treatment>
In the present embodiment, the following processing is performed as fail-safe processing when it is determined that the
図4は、上記異常診断及びフェールセーフ処理のために実行される異常判定ルーチンのフローチャートを示している。同ルーチンの処理は、エンジン10の運転中、電子制御ユニット40により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。
FIG. 4 shows a flowchart of an abnormality determination routine executed for the abnormality diagnosis and fail-safe processing. The processing of this routine is repeatedly executed by the
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS100において、上記第1異常判定条件が成立しているか否かが判定される。すなわち、燃圧検出値Pmと目標燃圧Ptとの偏差(絶対値)が規定値α以上の状態が異常判定時間T1以上継続しているか否かが判定される。ここで、第1異常判定条件が成立していなければ(NO)、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、第1異常判定条件が成立していれば(YES)、ステップS120に処理が進められる。 When the processing of this routine is started, it is first determined in step S100 whether or not the first abnormality determination condition is satisfied. That is, it is determined whether or not the state where the deviation (absolute value) between the fuel pressure detection value Pm and the target fuel pressure Pt is equal to or greater than the specified value α continues for the abnormality determination time T1. Here, if the first abnormality determination condition is not satisfied (NO), the process of this routine is terminated as it is. On the other hand, if the first abnormality determination condition is satisfied (YES), the process proceeds to step S120.
ステップS120に処理が進められると、そのステップS120において、異常フラグがセットされる。異常フラグは、燃圧センサ38の異常発生が確認されたときにセットされるフラグであり、その値は電子制御ユニット40の不揮発性メモリに記憶されている。電子制御ユニット40のエンジン10への組み付け時には、異常フラグはクリアされており、一旦セットされると、修理工場での修理点検が終わるまでセットされた状態に保持される。なお、このときには、異常の発生を運転者に通知するためのインジケータが点灯されるとともに、燃圧センサ38に異常が発生した旨の履歴が電子制御ユニット40の不揮発性メモリに記録される。
When the process proceeds to step S120, an abnormality flag is set in step S120. The abnormality flag is a flag that is set when the occurrence of abnormality in the
続いてステップS121及びステップS122において、上記フェールセーフ処理が実施された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。すなわち、ステップS121において、高圧燃料ポンプ24の加圧動作が停止された後、ステップS122において、燃圧検出値Pmに代えてフィード圧設定値Pfを用いるように、筒内噴射弁37の通電時間の演算態様が切り替えられる。ちなみに、後述するように、フェールセーフ処理では、パーシャルリフト噴射が禁止されるようにもなる。
Subsequently, in step S121 and step S122, after the fail-safe process is performed, the process of this routine is terminated. That is, after the pressurization operation of the high-
なお、ステップS121に処理が進められた時点で既にフェールセーフ処理が実施されていた場合には、その実施がそのまま継続される。すなわち、高圧燃料ポンプ24の加圧動作の停止、及び燃圧検出値Pmの代わりにフィード圧設定値Pfを用いた筒内噴射弁37の通電時間の演算が継続される。
If the fail safe process has already been performed at the time when the process proceeds to step S121, the execution is continued as it is. That is, the pressurization operation of the high-
<パーシャルリフト噴射の禁止>
ところで、上記のような筒内噴射弁37では、燃料室59内の燃圧が、弁体55のリフトに対する抗力として作用して同弁体55の開弁動作に大きな影響を与える。弁体55のリフト期間内に噴射を完結するパーシャルリフト噴射では、フルリフト噴射に比して、燃圧が噴射量精度に与える影響が大となる。また、エンジン10の燃焼状態をパーシャルリフト噴射により確保している場合に、パーシャルリフト噴射の噴射量にずれが生じると、燃焼状態を良好に保つことができなくなってしまう。
<Prohibition of partial lift injection>
By the way, in the
一方、上述のように、燃圧センサ38の正確な異常診断にはある程度の時間が必要であり、異常の発生から診断結果が確定してフェールセーフ処理が開始されるまでの期間は、異常が発生した燃圧センサ38の不正確な燃圧検出値Pmに基づいて筒内噴射弁37の通電時間の演算が行われることになる。そのため、パーシャル噴射の実行中に燃圧センサ38に異常が発生すると、フェールセーフ処理が開始されるまでの期間に燃焼状態が悪化して失火やストールが生じてしまう虞がある。
On the other hand, as described above, an accurate abnormality diagnosis of the
本実施形態では、以下に説明するP/L噴射禁止制御を行うことで、こうした問題に対処している。具体的には、P/L禁止制御では、燃圧センサ38の異常の可能性がある場合に成立する条件であって、燃圧センサ38の異常発生時には上記第1異常判定条件よりも先に成立する条件を第2異常判定条件として設定している。そして、その第2異常判定条件が成立した場合には、パーシャルリフト噴射を禁止している。すなわち、上記第2異常判定条件が成立した場合には、パーシャルリフト噴射を行わずに燃料噴射を行うように筒内噴射弁37及びポート噴射弁25の噴射制御を行う。
In the present embodiment, such a problem is addressed by performing P / L injection inhibition control described below. Specifically, the P / L prohibition control is a condition that is established when there is a possibility of abnormality of the
本実施形態では、そうした第2異常判定条件を、燃圧センサ38の燃圧検出値Pmが一定の状態が規定時間T2以上継続した場合に成立するように設定している。これは次の理由による。
In the present embodiment, such a second abnormality determination condition is set so as to be satisfied when a state in which the fuel pressure detection value Pm of the
燃圧センサ38の異常のひとつに、センサ出力が一定となるスタック異常がある。こうしたスタック異常が発生すると、燃圧検出値Pmは一定の値のまま、変化しなくなる。そのため、燃圧センサ38の燃圧検出値Pmが一定の状態が継続した場合、スタック異常が発生している可能性がある。なお、P/L噴射禁止制御においては、スタック異常を確定する必要はなく、その発生が疑われる状況にあることを検知できればよい。そのため、上記規定時間T2には、異常判定時間T1よりも短い時間が設定されている。
One abnormality of the
図5は、こうしたP/L噴射禁止制御において、P/L噴射の禁止の要否を判定するために実行されるP/L噴射禁止判定ルーチンのフローチャートを示している。同ルーチンの処理は、エンジン10の運転中、電子制御ユニット40により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。
FIG. 5 shows a flowchart of a P / L injection prohibition determination routine that is executed to determine whether or not P / L injection is prohibited in such P / L injection prohibition control. The processing of this routine is repeatedly executed by the
本ルーチンが開始されると、まずステップS200において、異常フラグがクリアされているか否かが判定される。すなわち、燃圧センサ38の異常有りとの判定がなされていないか否かが判定される。ここで、異常フラグがセットされていれば、すなわち、燃圧センサ38の異常有りとの診断結果が既に確定していれば(NO)、ステップS210に処理が進められる。そして、そのステップS210において、パーシャルリフト噴射が禁止される。すなわち、フェールセーフ処理の実施時には、高圧燃料ポンプ24の加圧動作の停止、及び筒内噴射弁37の通電時間の演算態様の切り換えに加え、パーシャルリフト噴射の禁止も行われる。
When this routine is started, it is first determined in step S200 whether or not the abnormality flag is cleared. That is, it is determined whether or not it is determined that there is an abnormality in the
一方、異常フラグがクリアされていれば(S200:YES)、ステップS201に処理が進められ、そのステップS201において、燃圧センサ38の燃圧検出値Pmが一定の状態が規定時間T2以上継続しているか否かが判定される。ここで、肯定判定、すなわち上記第2異常判定条件が成立したと判定されたときには(YES)、上記ステップS210に処理が進められてパーシャルリフト噴射が禁止される。一方、否定判定されたときには(NO)、ステップS211に処理が進められ、パーシャルリフト噴射が許可される。
On the other hand, if the abnormality flag is cleared (S200: YES), the process proceeds to step S201. In step S201, whether the fuel pressure detection value Pm of the
図6は、上記P/L噴射禁止判定ルーチンでの判定結果に基づき、筒内噴射弁37及びポート噴射弁25による燃料噴射の態様を決定する噴射態様決定ルーチンのフローチャートを示している。同ルーチンの処理は、エンジン10の運転中、電子制御ユニット40により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。
FIG. 6 shows a flowchart of an injection mode determination routine for determining the mode of fuel injection by the in-
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS300において、上記P/L噴射禁止判定ルーチンにおいてパーシャルリフト噴射が禁止されているか否かが判定される。パーシャルリフト噴射が禁止されていなければ、すなわちパーシャルリフト噴射が許可されていれば(NO)、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。この場合、上述した燃料噴射制御がそのまま実行され、筒内噴射弁37のパーシャルリフト噴射を含む多段噴射が必要に応じて実施される。
When the processing of this routine is started, first, in step S300, it is determined whether or not partial lift injection is prohibited in the P / L injection prohibition determination routine. If partial lift injection is not prohibited, that is, if partial lift injection is permitted (NO), the processing of this routine is terminated as it is. In this case, the above-described fuel injection control is performed as it is, and multistage injection including partial lift injection of the in-
一方、パーシャルリフト噴射が禁止されていれば(YES)、ステップS301において、エンジン負荷率KLが規定値γ以上か否かが判定される。規定値γには、筒内噴射弁37による燃料噴射の噴射圧がフィード圧まで低下した状態にあっても、筒内噴射弁37による燃料噴射を実行可能なエンジン負荷率KLの範囲の上限値が設定されている。
On the other hand, if the partial lift injection is prohibited (YES), it is determined in step S301 whether or not the engine load factor KL is equal to or greater than a specified value γ. The prescribed value γ is the upper limit value of the range of the engine load factor KL that can execute the fuel injection by the in-
ここで、エンジン負荷率KLが規定値γ以上の場合(YES)、ステップS302において、ポート噴射弁25による1回のポート噴射によって燃料噴射を実施することが決定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、エンジン負荷率KLが規定値γ未満の場合(NO)、ステップS303において、筒内噴射弁37のフルリフト噴射による1回の筒内噴射によって燃料噴射を実施することが決定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。すなわち、パーシャルリフト噴射の禁止時には、多段噴射は禁止され、1回のポート噴射又は1回の筒内噴射により燃料噴射が行われる。
If the engine load factor KL is greater than or equal to the specified value γ (YES), after it is determined in step S302 that fuel injection is to be performed by one port injection by the
<作用>
続いて、以上のように構成された本実施形態の作用を説明する。
本実施形態では、燃圧センサ38の燃圧検出値Pmに基づき、燃圧検出値Pmが機関運転状態に応じて設定された目標燃圧Ptとなるように高圧燃料ポンプ24の作動を制御する燃圧可変制御が行われている。そのため、燃圧センサ38に異常が発生してその燃圧検出値Pmが不正確な値となると、その値に基づく燃圧可変制御が適切に行われなくなって、燃圧検出値Pmが目標燃圧Ptから乖離するようになる。
<Action>
Then, the effect | action of this embodiment comprised as mentioned above is demonstrated.
In the present embodiment, based on the fuel pressure detection value Pm of the
本実施形態では、燃圧検出値Pmと目標燃圧Ptとの偏差が規定値α以上の状態が規定の異常判定時間T1以上継続すると、第1異常判定条件が成立してフェールセーフ処理が実施される。フェールセーフ処理では、電磁ソレノイド51の通電を停止した状態に保持し、高圧燃料ポンプ24の加圧動作を停止する。また、燃圧検出値Pmの代わりにフィード圧設定値Pfを用いて通電時間を演算するように、筒内噴射弁37の通電時間の演算態様が切り替えられる。さらにフェールセーフ処理の実施時には、筒内噴射弁37のパーシャルリフト噴射による燃料噴射が禁止されるようにもなる。
In the present embodiment, when the deviation between the fuel pressure detection value Pm and the target fuel pressure Pt continues for a specified abnormality determination time T1 or longer for a predetermined abnormality determination time T1, the first abnormality determination condition is satisfied and the fail-safe process is performed. . In the fail-safe process, the energization of the electromagnetic solenoid 51 is held in a stopped state, and the pressurizing operation of the high-
高圧燃料ポンプ24の加圧動作が停止されると、高圧燃料ポンプ24におけるチェック弁36よりも上流側の部分の燃圧は、フィード圧設定値Pfとなる。高圧燃料配管26内の燃圧は、加圧動作の停止後もしばらくは、フィード圧設定値Pfよりも高い圧力に保持される。しかしながら、このときには、高圧燃料配管26への燃料供給が止まるため、高圧燃料配管26内の燃圧は、筒内噴射弁37の燃料噴射による燃料消費に応じて次第に低下する。そして、高圧燃料配管26内の燃圧がフィード圧設定値Pf以下となると、チェック弁36が開いて高圧燃料配管26に燃料が導入される。よって、高圧燃料ポンプ24の加圧動作の停止後の高圧燃料配管26内の燃圧は、最終的には、フィード圧設定値Pfに保持されるようになる。そのため、燃圧センサ38の異常発生時にも、高圧燃料配管26内の燃圧を把握できるようになる。
When the pressurizing operation of the high-
一方、このときには、燃圧検出値Pmの代わりにフィード圧設定値Pfを用いて通電時間を演算するように、筒内噴射弁37の通電時間の演算態様が切り替えられる。すなわち、筒内噴射弁37に供給される燃料の圧力がフィード圧設定値Pfとなった状態で、筒内噴射量Qd分の燃料を噴射可能な通電時間を演算するようにしている。そのため、燃圧センサ38の異常発生時にも、筒内噴射弁37により、筒内噴射量Qd分の燃料噴射を行うことが可能となる。
On the other hand, at this time, the calculation mode of the energization time of the in-
なお、本実施形態では、診断精度を確保するため、ある程度の時間を掛けて燃圧センサ38の異常診断を行うようにしている。また、燃圧センサ38の異常発生から、燃圧検出値Pmと目標燃圧Ptとの偏差が規定値α以上に拡大するまでにも時間が掛かる。そのため、燃圧センサ38に異常が発生しても、直ちにはフェールセーフ処理が開始されず、燃圧が噴射量精度に与える影響が大きなパーシャルリフト噴射がその期間に実行されていると、フェールセーフ処理の開始までに燃焼が悪化して、失火やエンジンストールが生じる虞がある。特に、上述の触媒暖機促進制御における筒内噴射弁37のパーシャルリフト噴射による圧縮行程中の燃料噴射では、噴射量が要求した量からずれてしまうと、燃料噴霧の到達距離が変化して、噴射した燃料を筒内気流に乗せることが、ひいては噴射した燃料を点火プラグの周辺に集めることができなくなってしまう。そのため、異常の発生した燃圧センサ38の燃圧検出値Pmに基づいて、筒内噴射弁37のパーシャル噴射の通電時間を設定すると、燃焼の悪化が特に生じ易くなる。
In this embodiment, in order to ensure diagnosis accuracy, abnormality diagnosis of the
一方、上述のように、燃圧センサ38の異常の一つにスタック異常があり、スタック異常が発生すると、燃圧センサ38の燃圧検出値Pmが一定の値のまま変化しなくなる。本実施形態では、第1異常判定条件が不成立であっても、燃圧センサ38の燃圧検出値Pmが一定の状態が規定時間T2以上継続すると、パーシャルリフト噴射が禁止され、筒内噴射弁37のパーシャルリフト噴射を行わずに燃料噴射が実施される。こうしたパーシャルリフト噴射の禁止は、異常診断により異常有りと判定されてフェールセーフ処理が開始されるよりも早く行われる。そのため、フェールセーフ処理の開始前に燃焼が悪化して失火やエンジンストールが生じることが抑えられる。
On the other hand, as described above, one of the abnormalities of the
ところで、上記異常診断において異常と判定される燃圧センサ38の異常には、例えば燃圧センサ38の応答速度の低下などのスタック異常以外の異常もある。ただし、それらの異常では、燃圧検出値Pmは、高圧燃料配管26内の燃圧に、ある程度追従して変化する。そのため、スタック異常以外の異常では、異常診断に要する時間程度では、失火やエンジンストールに至るまで燃焼が悪化することは稀である。
Incidentally, the abnormality of the
なお、燃圧センサ38の異常発生時には、高圧燃料配管26内の燃圧を適切に制御できなくなり、またその燃圧を確認することもできなくなる。そのため、燃圧センサ38の異常発生時には、高圧燃料配管26内の燃圧が要求よりも大幅に低下している可能性がある。高圧燃料配管26内の燃圧が低下すると、筒内噴射弁37による燃料噴射の噴射圧も低下し、噴射時の筒内圧が高くなる高負荷運転時には、噴射圧が不足して筒内噴射弁37による燃料噴射が不能となる虞がある。その点、本実施形態では、パーシャルリフト噴射が禁止された場合の燃料噴射は、エンジン負荷率KLが規定値γ未満のときには筒内噴射弁37のフルリフト噴射により行われ、エンジン負荷率KLが規定値γ以上のときにはポート噴射弁25により行われる。そのため、燃圧センサ38の異常により、高圧燃料配管26内の燃圧が低くなっていたとしても、噴射圧の不足により燃料噴射が不能となる事態は避けられる。
When an abnormality occurs in the
ところで、燃圧センサ38の異常により、燃圧検出値Pmが実際の値から乖離すると、筒内噴射弁37の通電時間当たりの噴射量が変化して燃料噴射量のズレが生じる。また、上述のように、筒内噴射弁37の弁体55の開弁に際しては、燃料室59内の燃圧が抵抗となる。そのため、燃圧が変われば、リフト開始通電時間T0やP/L最大通電時間Tpmaxも変化し、こうした変化も、燃圧センサ38の異常発生時における燃料噴射量のズレの要因となる。一方、要求噴射量Qt分の燃料を複数回に分割して噴射する多段噴射では、弁体55の開弁も複数回行われる。そのため、燃圧検出値Pmのズレに起因したリフト開始通電時間T0、P/L最大通電時間Tpmaxの変化が、筒内噴射弁37の噴射量精度に及ぼす影響は、要求噴射量Qt分の燃料を1回の燃料噴射で噴射する場合に比して、多段噴射時の方が大きくなる。一方、本実施形態のエンジン制御装置では、燃圧センサ38の異常が疑われる状況にあるときには、多段噴射を禁止している。そのため、実際に燃圧センサ38に異常が発生していた場合の燃焼の悪化がより抑えられるようになる。
By the way, if the detected fuel pressure value Pm deviates from the actual value due to the abnormality of the
ところで、フェールセーフ処理中は、高圧燃料配管26内の燃圧がフィード圧設定値Pfであることを前提として筒内噴射弁37の燃料噴射制御を行っている。しかしながら、フェールセーフ処理中は、高圧燃料配管26内の燃圧がフィード圧設定値Pfから乖離しても、それを直接確認することはできない。そのため、噴射量精度や燃焼に燃圧が与える影響が大きいパーシャルリフト噴射のフェールセーフ処理中の実施には、リスクがある。また、フェールセーフ処理中は、筒内噴射弁37による燃料噴射の噴射圧が低いため、例えば触媒暖機促進制御時における点火プラグ周辺の燃料濃度の上昇といったパーシャルリフト噴射の所期の目的を達成できなくなる。そこで、本実施形態では、フェールセーフ処理中も、パーシャルリフト噴射が禁止されている。
By the way, during the fail-safe process, the fuel injection control of the in-
また、フェールセーフ処理中は、筒内噴射弁37による燃料噴射の噴射圧が低くなっており、筒内圧が高くなる高負荷運転時には、噴射圧の不足により、筒内噴射弁37からは適切に燃料を噴射できなくなることがある。そこで、本実施形態では、パーシャルリフト噴射が禁止されたフェールセーフ処理中の燃料噴射も、異常診断中のパーシャルリフト噴射の禁止時と同様、エンジン負荷率KLが規定値γ未満のときには筒内噴射弁37のフルリフト噴射により行い、エンジン負荷率KLが規定値γ以上のときにはポート噴射弁25により行うようにしている。
Further, during the fail-safe process, the fuel injection pressure by the in-
ちなみに、診断結果が確定する前にエンジンストールが発生した場合には、診断が途中で終了してしまうため、インジケータの点灯による運転者への通知や不揮発性メモリへの履歴の記録も行われないことになる。そのため、そうした場合には、運転者が異常に気付くのが遅れたり、修理時の異常箇所の特定が困難となったりしてしまう。その点、本実施形態では、診断中の燃焼悪化によるエンジンストールの発生を抑えられるため、異常が発生した場合の通知や履歴の記録がより確実に行われるようになる。 By the way, if the engine stall occurs before the diagnosis result is confirmed, the diagnosis will be terminated halfway, so the driver will not be notified by lighting the indicator and the history will not be recorded in the non-volatile memory. It will be. Therefore, in such a case, it is delayed for the driver to notice the abnormality, or it becomes difficult to identify the abnormal part at the time of repair. In this respect, in the present embodiment, the occurrence of engine stall due to combustion deterioration during diagnosis can be suppressed, so that notification and history recording when an abnormality occurs can be performed more reliably.
なお、こうした本実施形態では、高圧燃料ポンプ24が、燃料を燃料噴射弁に供給する「燃料ポンプ」に相当し、筒内噴射弁37が、そうした燃料ポンプが燃料を供給する「燃料噴射弁」に相当する構成となっている。また、本実施形態では、電子制御ユニット40が、「燃圧制御部」、「噴射制御部」、「診断部」及び「空燃比制御部」に相当する構成となっている。
In this embodiment, the high-
以上説明した本実施形態のエンジン制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、燃圧センサ38の異常発生時に成立する第1異常判定条件が未成立であっても、燃圧センサ38の異常の可能性があるときに成立する第2異常判定条件が成立した場合には、パーシャルリフト噴射を行わずに燃料噴射を行うように筒内噴射弁37及びポート噴射弁25の噴射制御を行っている。そして、第2異常判定条件を、燃圧センサ38の異常発生時には、第1異常判定条件よりも先に成立する条件に設定している。そのため、燃圧センサ38の異常の診断精度を確保しつつ、診断中のエンジン10の燃焼悪化を抑制することができる。
According to the engine control apparatus of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, even if the first abnormality determination condition that is satisfied when the abnormality occurs in the
(2)エンジンストールの発生により診断が途中で終了しまうことが抑制されるため、異常が発生した場合に、その発生の通知やその発生の履歴の記録をより確実に行うことができる。 (2) Since the diagnosis is prevented from being terminated in the middle due to the occurrence of an engine stall, when an abnormality occurs, notification of the occurrence and recording of the occurrence history can be performed more reliably.
(3)本実施形態では、燃圧センサ38の燃圧検出値Pmと目標燃圧Ptとの偏差が規定値α以上の状態が規定の異常判定時間T1以上継続した場合に成立するように上記第1異常判定条件を設定して、燃圧センサ38の異常診断を行っている。こうした異常診断を精度良く行うには、異常判定時間T1にある程度の長い時間を設定する必要がある。一方、上記のように本実施形態では、異常の発生から診断が確定するまでの期間にパーシャルリフト噴射が実行されたときの燃焼悪化を抑えることができる。そのため、異常判定時間T1により長い時間を設定することが可能となり、診断精度を向上することができる。
(3) In the present embodiment, the first abnormality is established so that the state where the deviation between the fuel pressure detection value Pm of the
(4)本実施形態では、燃圧検出値Pmが一定の状態が規定時間T2以上継続した場合に成立するように、上記第2異常判定条件を設定している。そのため、燃圧センサ38のスタック異常が発生した場合に、診断結果が確定するまでの期間に燃焼が悪化することが抑えられる。
(4) In the present embodiment, the second abnormality determination condition is set so as to be satisfied when the state where the fuel pressure detection value Pm is constant continues for a specified time T2 or more. Therefore, when the stack abnormality of the
(5)本実施形態では、触媒装置19の暖機中のエンジン10のアイドル運転時に、フルリフト噴射による吸気行程中の燃料噴射とパーシャルリフト噴射による圧縮行程中の燃料噴射との多段噴射を行う触媒暖機促進制御を行っている。こうした触媒暖機促進制御では、圧縮行程中のパーシャルリフト噴射により、燃焼が安定しにくい冷間始動時の燃焼性を確保している。そのため、触媒暖機促進制御におけるパーシャルリフト噴射の噴射量にずれが生じると、深刻な燃焼の悪化を招いて失火やエンジンストールが生じやすくなる。その点、本実施形態では、第2異常判定条件が成立して、燃圧センサ38の異常が疑われる状況となった時点でパーシャルリフト噴射が禁止されるため、触媒暖機促進制御中に燃圧センサ38の異常が発生しても、失火やエンジンストールに至り難くなる。
(5) In this embodiment, the catalyst that performs multi-stage injection of fuel injection during the intake stroke by full lift injection and fuel injection during the compression stroke by partial lift injection during the idling operation of the
(6)本実施形態では、パーシャルリフト噴射の禁止時における燃料噴射を、エンジン負荷率KLが規定値γ未満のときには、フルリフト噴射による筒内噴射弁37の筒内噴射により行い、エンジン負荷率KLが規定値γ以上のときには、ポート噴射弁25のポート噴射により行うようにしている。そのため、燃圧センサ38の異常により高圧燃料配管26内の燃圧が低下している場合にも、噴射圧の不足により燃料噴射が不能となることを回避することができる。
(6) In the present embodiment, fuel injection when partial lift injection is prohibited is performed by in-cylinder injection of the in-
(7)本実施形態では、上記第2異常判定条件が成立したときに、要求噴射量Qt分の燃料を複数回に分割して噴射する多段噴射を禁止している。そのため、実際に燃圧センサ38に異常が発生していた場合の燃焼の悪化がより好適に抑えられるようになる。
(7) In the present embodiment, when the second abnormality determination condition is satisfied, multi-stage injection in which fuel for the required injection amount Qt is divided and injected multiple times is prohibited. Therefore, deterioration of combustion when an abnormality has actually occurred in the
(第2実施形態)
次に、エンジン制御装置の第2実施形態を、図7を併せ参照して詳細に説明する。本実施形態及び後述の第3実施形態にあって、第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。なお、本実施形態のエンジン制御装置は、第1実施形態のエンジン制御装置におけるP/L噴射禁止判定ルーチンでのパーシャルリフト噴射禁止の条件となる第2異常判定条件の内容を変更したものであり、同ルーチンの処理内容以外の部分は、第1実施形態のものと共通となっている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the engine control device will be described in detail with reference to FIG. In the present embodiment and the third embodiment to be described later, the components common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In addition, the engine control apparatus of this embodiment changes the content of the 2nd abnormality determination conditions used as the conditions of partial lift injection prohibition in the P / L injection prohibition determination routine in the engine control apparatus of 1st Embodiment. The parts other than the processing contents of the routine are the same as those in the first embodiment.
本実施形態は、空燃比フィードバック制御の実施を前提とする。空燃比フィードバック制御は、エンジン10で燃焼される混合気の空燃比を目標空燃比とする制御である。電子制御ユニット40は、エンジン回転数NEやエンジン負荷率KLから把握される現状のシリンダ流入空気量に基づき、エンジン10で燃焼される混合気の空燃比が概ね目標空燃比となるように要求噴射量を演算している。ただし、そうした要求噴射量のオープン制御だけでは、エンジン10の吸気特性や噴射特性の個体差などのため、実際の空燃比と目標空燃比との間に若干のズレが生じてしまう。そこで、空燃比フィードバック制御では、空燃比センサ18による空燃比検出値と目標空燃比との偏差に応じて要求噴射量をフィードバック補正することで、空燃比を目標空燃比に制御している。
This embodiment is premised on the implementation of air-fuel ratio feedback control. The air-fuel ratio feedback control is a control in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned by the
こうした空燃比フィードバック制御は、電子制御ユニット40により行われる。すなわち、本実施形態では電子制御ユニット40が、空燃比センサ18の検出値に基づき、同空燃比の検出値を目標空燃比とすべく要求噴射量を補正する空燃比制御部に相当する構成となっている。
Such air-fuel ratio feedback control is performed by the
図7に、本実施形態に適用されるP/L噴射禁止判定ルーチンのフローチャートを示す。同ルーチンの処理は、エンジンの運転中、電子制御ユニット40により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。
FIG. 7 shows a flowchart of a P / L injection prohibition determination routine applied to this embodiment. The processing of this routine is repeatedly executed at regular control intervals by the
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS200において、異常フラグがクリアされているか否かが判定される。そして、異常フラグがセットされていれば(NO)、ステップS210に処理が進められ、そのステップS210において、パーシャルリフト噴射が禁止された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 When the processing of this routine is started, it is first determined in step S200 whether or not the abnormality flag is cleared. If the abnormality flag is set (NO), the process proceeds to step S210. After the partial lift injection is prohibited in step S210, the process of this routine is terminated.
一方、異常フラグがクリアされていれば(S200:YES)、ステップS202に処理が進められ、そのステップS202において、空燃比フィードバック(F/B)補正量の絶対値が規定の判定値β以上であるか否かが判定される。空燃比フィードバック補正量は、上述の空燃比フィードバック制御において、空燃比センサ18による空燃比検出値と目標空燃比との偏差に応じて行われる、要求噴射量の補正の量である。
On the other hand, if the abnormality flag is cleared (S200: YES), the process proceeds to step S202. In step S202, the absolute value of the air-fuel ratio feedback (F / B) correction amount is equal to or greater than the prescribed determination value β. It is determined whether or not there is. The air-fuel ratio feedback correction amount is a correction amount of the required injection amount that is performed in accordance with the deviation between the air-fuel ratio detected value by the air-
ここで、空燃比フィードバック補正量の絶対値が判定値β以上であれば(YES)、上記ステップS210に処理が進められてパーシャルリフト噴射が禁止された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、空燃比フィードバック補正量の絶対値が判定値β未満であれば(NO)、ステップS211に処理が進められ、パーシャルリフト噴射が許可された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 Here, if the absolute value of the air-fuel ratio feedback correction amount is greater than or equal to the determination value β (YES), the process proceeds to step S210 and the partial lift injection is prohibited, and then the process of this routine is terminated. The On the other hand, if the absolute value of the air-fuel ratio feedback correction amount is less than the determination value β (NO), the process proceeds to step S211, and after the partial lift injection is permitted, the process of this routine is terminated.
次に、こうした本実施形態のエンジン制御装置の作用を説明する。
上述のように、燃圧センサ38の異常が発生すると、電子制御ユニット40は、高圧燃料配管26内の燃圧を、ひいては筒内噴射弁37による燃料噴射の噴射圧を把握できなくなり、筒内噴射弁37に指令した噴射量と筒内噴射弁37による実際の噴射量とが乖離する。一方、上述のように、空燃比フィードバック制御による補正前においても、要求噴射量は、空燃比が概ね目標空燃比となるような値に設定されているが、燃圧センサ38の異常発生時には、指令した噴射量と実際の噴射量とが乖離してしまうため、空燃比フィードバック補正量の絶対値が大きくなる。よって、空燃比フィードバック補正量の絶対値が、通常取り得る範囲を超えて大きくなっている場合、燃圧センサ38の異常の発生が疑われる。本実施形態では、そうした場合、パーシャルリフト噴射が禁止されるため、燃圧センサ38の異常が実際に発生していたとしても、診断中の燃焼の悪化が抑えられることになる。こうした本実施形態によっても、上記(1)〜(3)、(5)、(6)に記載の効果を奏することができる。なお、こうした本実施形態では、上記空燃比制御部による要求噴射量の補正量である空燃比フィードバック補正量の絶対値が規定値以上となっている場合に成立するように、上記第2異常判定条件が設定されている。
Next, the operation of the engine control apparatus of this embodiment will be described.
As described above, when an abnormality occurs in the
(第3実施形態)
次に、エンジン制御装置の第2実施形態を、図8を併せ参照して詳細に説明する。本実施形態のエンジン制御装置も、第2実施形態と同様、第1実施形態のエンジン制御装置におけるP/L噴射禁止判定ルーチンでのパーシャルリフト噴射禁止の条件となる第2異常判定条件の内容を変更したものであり、同ルーチンの処理内容以外の部分は、第1実施形態のものと共通となっている。
(Third embodiment)
Next, a second embodiment of the engine control device will be described in detail with reference to FIG. Similarly to the second embodiment, the engine control device of the present embodiment also includes the contents of the second abnormality determination condition that is a partial lift injection prohibition condition in the P / L injection prohibition determination routine in the engine control device of the first embodiment. The parts other than the processing contents of the routine are the same as those in the first embodiment.
図8に、本実施形態に適用されるP/L噴射禁止判定ルーチンのフローチャートを示す。同ルーチンの処理は、エンジンの運転中、電子制御ユニット40により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。
FIG. 8 shows a flowchart of a P / L injection prohibition determination routine applied to this embodiment. The processing of this routine is repeatedly executed at regular control intervals by the
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS200において、異常フラグがクリアされているか否かが判定される。そして、異常フラグがセットされていれば(NO)、ステップS210に処理が進められ、そのステップS210において、パーシャルリフト噴射が禁止された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 When the processing of this routine is started, it is first determined in step S200 whether or not the abnormality flag is cleared. If the abnormality flag is set (NO), the process proceeds to step S210. After the partial lift injection is prohibited in step S210, the process of this routine is terminated.
一方、異常フラグがクリアされていれば(S200:YES)、ステップS203に処理が進められ、そのステップS203において、エンスト再始動フラグがセットされているか否かが判定される。エンスト再始動フラグは、今回のエンジン始動がエンジンストール後の再始動である場合にセットされ、エンジン10が正常に停止されたときにクリアされるフラグである。ここで、エンスト再始動フラグがセットされていれば(YES)、上記ステップS210に処理が進められてパーシャルリフト噴射が禁止された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、エンスト再始動フラグがクリアされていれば(NO)、ステップS211に処理が進められ、パーシャルリフト噴射が許可された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
On the other hand, if the abnormality flag is cleared (S200: YES), the process proceeds to step S203, and it is determined in step S203 whether the engine restart flag is set. The engine restart flag is a flag that is set when the current engine start is a restart after an engine stall, and is cleared when the
次に、こうした本実施形態のエンジン制御装置の作用及び効果を説明する。上述のように、燃圧センサ38の異常が発生すると、筒内噴射弁37の噴射量を適正に制御できなくなって、燃焼が悪化する。そのため、燃圧センサ38の異常発生時には、エンジンストールが発生し易くなる。よって、エンジンストールが発生した場合には、燃圧センサ38の異常の可能性がある。本実施形態では、エンジンがエンジンストール後に再始動された場合、パーシャルリフト噴射が禁止される。そのため、燃圧センサ38の異常が発生していた場合にも、診断中の燃焼の悪化が抑えられるようになり、診断が確定してフェールセーフ処理が開始されるまでのエンジンストールの再発を抑制することができる。こうした本実施形態によっても、上記(1)〜(3)、(5)、(6)に記載の効果を奏することができる。なお、こうした本実施形態では、エンジンストールが発生した場合に成立するように上記第2異常判定条件が設定されている。
Next, the operation and effect of the engine control apparatus of this embodiment will be described. As described above, when an abnormality occurs in the
ちなみに、燃圧センサ38の異常により燃焼が大幅に悪化すると、エンジン10の始動後、直ぐにエンジンストールが発生してしまうことがある。そうした場合、エンジン10の稼働中に燃圧センサ38の異常診断を最後まで行うことができず、異常診断が確定されぬまま、エンジンストールが繰り返される虞がある。その点、本実施形態では、エンジンストールが発生した場合にパーシャルリフト噴射が禁止され、燃圧センサ38の異常発生時における異常診断結果の確定前のエンジン10の燃焼悪化が抑えられる。そのため、燃圧センサ38の異常によりエンジンストールが発生するまでエンジン10の燃焼が悪化する場合にも、同異常を診断し易くすることができる。
Incidentally, if the combustion is greatly deteriorated due to an abnormality of the
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第1実施形態では、燃圧の検出値が一定の状態が規定時間T2以上継続した場合に第2異常判定条件が成立してパーシャルリフト噴射が禁止されていた。第2異常判定条件は、燃圧センサ38の異常の可能性がある場合に成立すればよいため、規定時間T2は、スタック異常の確定までには至らない、比較的短い時間に設定されていた。こうした燃圧の検出値が一定の状態が規定時間T2を超え、さらに継続した場合、いずれ、スタック異常は確定的となる。よって、上記規定時間T2よりも長い時間をスタック異常判定時間として設定し、燃圧の検出値が一定の状態が同スタック異常判定時間継続した場合に成立するように上記第1異常判定条件を設定すれば、燃圧センサ38のスタック異常の診断を行うことができる。さらに、燃圧検出値Pmと目標燃圧Ptとの偏差が規定値以上の状態が規定の異常判定時間T1以上継続した場合、燃圧の検出値が一定の状態が同スタック異常判定時間継続した場合のいずれにも成立するように第1異常判定条件を設定するようにしてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the first embodiment, when the state where the detected value of the fuel pressure is constant continues for the specified time T2 or more, the second abnormality determination condition is satisfied and the partial lift injection is prohibited. Since the second abnormality determination condition only needs to be satisfied when there is a possibility of abnormality of the
・上記実施形態では、パーシャルリフト噴射の禁止時における燃料噴射の態様を、エンジン負荷率KLに応じて切り替えるようにしていたが、そうした切り替えを行わないようにしてもよい。例えば、パーシャルリフト噴射の禁止時には、常にポート噴射のみにより燃料噴射を行うようにしたり、パーシャルリフト噴射分をフルリフト噴射に加えるだけで、筒内噴射、ポート噴射の噴き分け率を変えずに燃料噴射を行うようにしたりしてもよい。 In the above embodiment, the mode of fuel injection when partial lift injection is prohibited is switched according to the engine load factor KL. However, such switching may not be performed. For example, when partial lift injection is prohibited, fuel injection is always performed only by port injection, or by adding the partial lift injection to full lift injection without changing the split ratio between in-cylinder injection and port injection. Or may be performed.
・上記実施形態では、第1異常判定条件が成立して、燃圧センサ38の異常と判定したときに実行されるフェールセーフ処理として、高圧燃料ポンプ24の加圧動作の停止と、筒内噴射弁37の通電時間の演算態様の切り換えとを行うようにしていた。そうしたフェールセーフ処理を別の態様で行うようにしてもよい。
In the above embodiment, as a fail-safe process that is executed when the first abnormality determination condition is satisfied and it is determined that the
・上記実施形態では、第2異常判定条件が成立した場合に、すべての多段噴射を禁止するようにしていた。上述のように、パーシャルリフト噴射に比べてフルリフト噴射では、燃圧センサ38の異常がエンジン10の燃焼に与える影響は小さいものとなる。そのため、パーシャルリフト噴射を含む多段噴射を行えば失火やエンジンストールが発生する状況にあっても、フルリフト噴射のみによる多段噴射では、失火やエンジンストールの発生までには至らない範囲にエンジン10の燃焼悪化が留まる場合がある。そうした場合には、第2異常判定条件が成立した場合に、すべての多段噴射ではなく、パーシャルリフト噴射を含む多段噴射のみを禁止し、フルリフト噴射のみによる多段噴射は許可するようにしてもよい。
In the above embodiment, all the multistage injections are prohibited when the second abnormality determination condition is satisfied. As described above, in the full lift injection, the influence of the abnormality of the
・上記各実施形態では、(い)燃圧検出値Pmが一定の状態の規定時間T2以上継続している場合、(ろ)空燃比フィードバック補正量の絶対値が規定値γ以上となる場合、(は)エンジンストールが発生した場合、の各場合に成立するように第2異常判定条件がそれぞれ設定されていた。(い)〜(は)のうちの2つの場合について、どちらの場合にも成立するように第2異常判定条件を設定したり、(い)〜(は)の3つの場合のどの場合にも成立するように第2異常判定条件を設定したりしてもよい。さらに、燃圧センサ38の異常の可能性があるときに成立し、且つ同燃圧センサ38の異常発生時には第1異常判定条件よりも先に成立するように設定されていれば、上記(い)〜(は)以外の場合に成立するように、或いは上記(い)〜(は)以外の場合にも成立するように、第2異常判定条件を設定してもよい。
In each of the above embodiments, (i) when the fuel pressure detection value Pm continues for a specified time T2 in a constant state, (b) when the absolute value of the air-fuel ratio feedback correction amount is equal to or greater than the specified value γ, 2) When the engine stall occurs, the second abnormality determination condition is set so as to be satisfied in each case. For the two cases (i) to (ha), the second abnormality determination condition is set so as to hold in either case, or in any case of the three cases (ii) to (ha) The second abnormality determination condition may be set so as to be established. Furthermore, if the
・上記実施形態では、第1異常判定条件を、燃圧検出値Pmと目標燃圧Ptとの偏差が規定値α以上の状態が異常判定時間T1以上継続したときに成立するように設定していたが、そうした第1異常判定条件は、燃圧センサ38の異常発生時に成立する条件であれば、それ以外の条件とすることも可能である。
In the above embodiment, the first abnormality determination condition is set so as to be satisfied when the state where the deviation between the fuel pressure detection value Pm and the target fuel pressure Pt is equal to or greater than the specified value α continues for the abnormality determination time T1 or more. As long as the first abnormality determination condition is a condition that is satisfied when an abnormality occurs in the
10…エンジン、11…吸気通路、15…吸気ポート、16…気筒、17…排気通路、18…空燃比センサ、19…触媒装置、20…燃料タンク、21…フィードポンプ、22…低圧燃料通路、23…低圧燃料配管、24…高圧燃料ポンプ(燃料ポンプ)、25…ポート噴射弁、26…高圧燃料配管、37…筒内噴射弁(燃料噴射弁:55…弁体)、38…燃圧センサ、40…電子制御ユニット(燃圧制御部、噴射制御部、診断部、空燃比制御部)。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記燃圧センサの異常発生時に成立する第1異常判定条件と、
前記燃圧センサの異常の可能性がある場合に成立する条件であって、前記燃圧センサの異常発生時には前記第1異常判定条件よりも先に成立する第2異常判定条件と、が設定され、
前記第2異常判定条件が成立した場合に前記燃圧センサの仮異常と判定し、前記第1異常判定条件が成立した場合に前記燃圧センサの異常と判定する診断部を備え、
前記噴射制御部は、前記診断部が、前記燃圧センサの仮異常を判定した場合に、パーシャルリフト噴射を行わずに燃料噴射を行うように前記燃料噴射弁の噴射制御を行う
ことを特徴とするエンジン制御装置。 A fuel injection valve that injects fuel by opening a valve body in response to energization, a fuel pump that supplies fuel to the fuel injection valve, and a pressure of fuel that is supplied from the fuel pump to the fuel injection valve Applied to an engine equipped with a fuel pressure sensor for detecting a certain fuel pressure, and sets the energization time of the fuel injection valve based on a required injection amount set according to an engine operating state and a detected value of the fuel pressure. Injection that performs injection control of the fuel injection valve by partial lift injection that stops injection before the valve body opens to the fully open position and full lift injection that stops injection after the valve body opens to the fully open position An engine control device comprising a control unit,
A first abnormality determination condition that is established when an abnormality occurs in the fuel pressure sensor;
A condition that is established when there is a possibility of abnormality of the fuel pressure sensor, and a second abnormality determination condition that is established before the first abnormality determination condition when the abnormality of the fuel pressure sensor occurs, is set,
A diagnostic unit for determining a temporary abnormality of the fuel pressure sensor when the second abnormality determination condition is satisfied, and determining an abnormality of the fuel pressure sensor when the first abnormality determination condition is satisfied;
The injection control unit performs injection control of the fuel injection valve so as to perform fuel injection without performing partial lift injection when the diagnosis unit determines a temporary abnormality of the fuel pressure sensor. Engine control device.
当該エンジン制御装置は、前記燃圧センサによる前記燃圧の検出値に基づき、同燃圧の検出値が機関運転状態に応じて設定された目標燃圧となるように前記高圧燃料ポンプの作動を制御する燃圧制御部を備えるものであって、
前記燃圧制御部は、前記診断部が前記燃圧センサの異常と判定した場合に、前記高圧燃料ポンプの加圧動作を停止し、
前記噴射制御部は、前記診断部が前記燃圧センサの異常と判定した場合に、前記燃圧の検出値に代えて前記フィードポンプのフィード圧の設定値を用いて前記燃料噴射弁の通電時間を設定する
請求項1に記載のエンジン制御装置。 The fuel pump is a high-pressure fuel pump that pressurizes fuel pumped from a fuel tank by a feed pump,
The engine control device controls the operation of the high-pressure fuel pump based on the detected value of the fuel pressure by the fuel pressure sensor so that the detected value of the fuel pressure becomes a target fuel pressure set according to the engine operating state. Comprising a part,
The fuel pressure control unit stops the pressurizing operation of the high-pressure fuel pump when the diagnosis unit determines that the fuel pressure sensor is abnormal,
When the diagnosis unit determines that the fuel pressure sensor is abnormal, the injection control unit sets the energization time of the fuel injection valve using a set value of the feed pressure of the feed pump instead of the detected value of the fuel pressure The engine control device according to claim 1.
請求項2に記載のエンジン制御装置。 The first abnormality determination condition is set so as to be established when a state where a deviation between the detected value of the fuel pressure and the target fuel pressure is a specified value or more continues for a specified abnormality determination time or longer. Engine control device.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジン制御装置。 The engine control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second abnormality determination condition is set so as to be established when a state in which the detected value of the fuel pressure is constant continues for a specified time or longer.
前記燃圧の検出値が一定の状態が前記スタック異常判定時間継続した場合に成立するように前記第1異常判定条件が設定されている
請求項4に記載のエンジン制御装置。 Set a time longer than the specified time as the stack abnormality determination time,
The engine control apparatus according to claim 4, wherein the first abnormality determination condition is set such that the state where the detected value of the fuel pressure is constant is satisfied when the stack abnormality determination time continues.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のエンジン制御装置。 The engine control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the second abnormality determination condition is satisfied so as to be satisfied when an engine stall occurs.
前記空燃比制御部による前記要求噴射量の補正量の絶対値が規定値以上となっている場合に成立するように前記第2異常判定条件が設定されている
請求項1〜6のいずれか1項に記載のエンジン制御装置。 An air-fuel ratio control unit that corrects the required injection amount based on a detected value of an air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of the air-fuel ratio burned by the engine so that the detected value of the air-fuel ratio becomes a target air-fuel ratio; ,
The second abnormality determination condition is set so as to be established when an absolute value of a correction amount of the required injection amount by the air-fuel ratio control unit is equal to or greater than a specified value. The engine control device according to item.
請求項1〜7のいずれか1項に記載のエンジン制御装置。 The said injection control part prohibits the multistage injection which divides | segments the fuel for required injection quantity into multiple times, and injects, when the said 2nd abnormality determination condition is satisfied. Engine control device.
請求項1〜8のいずれか1項に記載のエンジン制御装置。 The injection control unit performs multi-stage injection of fuel injection during an intake stroke by full lift injection and fuel injection during a compression stroke by partial lift injection during idle operation of an engine during warm-up of a catalyst device that purifies exhaust gas. Item 9. The engine control device according to any one of Items 1 to 8.
前記エンジンは、前記高圧燃料ポンプから供給された燃料を気筒内に噴射する筒内噴射弁を前記燃料噴射弁として備えるとともに、前記高圧燃料ポンプを経由せずに前記フィードポンプから供給された燃料を吸気ポート内に噴射するポート噴射弁を備え、
前記噴射制御部は、前記パーシャルリフト噴射が禁止されている場合、エンジン負荷率が規定値以上のときには前記ポート噴射弁により燃料噴射を行い、エンジン負荷率が同規定値未満のときには前記筒内噴射弁のフルリフト噴射により燃料噴射を行う
請求項1〜9のいずれか1項に記載のエンジン制御装置。 The fuel pump is a high-pressure fuel pump that pressurizes fuel pumped from a fuel tank by a feed pump,
The engine includes, as the fuel injection valve, an in-cylinder injection valve that injects fuel supplied from the high-pressure fuel pump into a cylinder, and fuel supplied from the feed pump without passing through the high-pressure fuel pump. It has a port injection valve that injects into the intake port,
When the partial lift injection is prohibited, the injection control unit performs fuel injection by the port injection valve when the engine load factor is equal to or greater than a specified value, and when the engine load factor is less than the specified value, the in-cylinder injection is performed. The engine control device according to any one of claims 1 to 9, wherein fuel injection is performed by full lift injection of a valve.
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