JP2022184059A - 燃圧制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃圧センサの異常診断の精度が向上した燃圧制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサの検出燃圧が、目標燃圧に一致するように燃料を供給する燃料ポンプをフィードバック制御する燃圧制御装置において、目標燃圧として設定された第1目標値よりも以前に設定された第2目標値を基準値として、第1目標値との差分が大きいほど、ディレイ時間を長く算出し且つ判定値を大きく算出する算出部と、目標燃圧が基準値から基準値以外の目標値に切り替えられてからのディレイ時間の経過後に、第1目標値に対する前記検出燃圧の乖離量が判定値よりも大きい場合に燃圧センサが異常であると診断する異常診断部と、目標燃圧として第1目標値が設定されるよりも以前に設定された複数の過去の目標値のうち、第1目標値との差分が最大となる過去の目標値を、基準値として選定する選定部と、を備えた内燃機関の燃圧制御装置。【選択図】図3
Description
本発明は、燃圧制御装置に関する。
燃圧センサにより検出された検出燃圧が目標燃圧に一致するように燃圧フィードバック制御を実施する燃圧制御装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
このような燃圧制御装置には、燃圧センサの異常を診断するものがある。例えば、目標燃圧が前回の目標値から今回の目標値に設定された際に、燃圧センサにより検出された検出燃圧と今回の目標値との乖離量が判定値よりも大きい場合には、燃圧センサに異常が生じていると判定する。ここで、今回の目標値が設定されてから実際の燃圧が目標値に一致するまでには応答遅れがある。従って、このような応答遅れに対応したディレイ時間を算出し、今回の目標値が設定されてからディレイ時間が経過した後に、検出燃圧と今回の目標値との乖離量に基づいて燃圧センサの異常診断が実行される。ここで、前回の目標値と今回の目標値との差分が増大するほど、ディレイ時間は長く算出され、判定値も大きく算出される。
燃圧の高圧化に伴い、目標燃圧も大きく変化する場合がある。例えば、前回の目標値と今回の目標値との差分が大きい場合、ディレイ時間も長期となる。このため、例えば内燃機関の運転状態によっては、ディレイ時間を経過する前に目標値が再び異なる値に設定されてしまい、燃圧センサの異常診断を完了することができずに、異常診断の頻度が低下するおそれがある。
そこで、ディレイ時間を短く設定することにより、燃圧センサの異常診断の頻度を確保することが考えられる。この場合、例えば前々回の目標値から前回の目標値への変化量が大きく、前回の目標値から今回の目標値への変化量が小さい場合には、小さい変化量に応じて判定値も小さく算出され、異常診断が行われる。ここで、前回の目標値に設定されてから今回の目標値に設定されるまでが短時間であった場合、このような短時間での目標値の変化に実際の燃圧が追従できない場合が考えられる。このような場合においても、今回の目標値に設定されてから上述したように小さく算出された判定値に基づいて異常診断が行われるため、燃圧センサが実際には正常であっても、乖離量が判定値よりも大きくなり、燃圧センサに異常が生じているものとの誤診断がなされるおそれがある。
そこで本発明は、燃圧センサの異常診断の精度が向上した燃圧制御装置を提供することを目的とする。
上記目的は、内燃機関に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサの検出燃圧が、目標燃圧に一致するように、前記内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプをフィードバック制御する内燃機関の燃圧制御装置において、前記目標燃圧として設定された第1目標値よりも以前に設定された第2目標値を基準値として、前記第1目標値との差分が大きいほど、ディレイ時間を長く算出し且つ判定値を大きく算出する算出部と、前記目標燃圧が前記基準値から前記基準値以外の目標値に切り替えられてからの前記ディレイ時間の経過後に、前記第1目標値に対する前記検出燃圧の乖離量が前記判定値よりも大きい場合に前記燃圧センサが異常であると診断する異常診断部と、前記目標燃圧として前記第1目標値が設定されるよりも以前に設定された複数の過去の目標値のうち、前記第1目標値との差分が最大となる過去の目標値を、前記基準値として選定する選定部と、を備えた内燃機関の燃圧制御装置によって達成できる。
前記選定部は、前記第1目標値が設定された直前に設定された目標値との差分が、所定値以上の場合には前記基準値を再度選定し、前記所定値未満の場合に既に選定された前記基準値を用いてもよい。
前記第1目標値が設定された直前に設定された目標値との差分が、前記所定値未満の場合に、前記第1目標値を更新する更新部を備えてもよい。
前記選定部は、前記第1目標値が設定される以前であって燃料カット復帰後に設定された複数の過去の目標値のうち、前記第1目標値との差分が最大となる過去の目標値を、前記基準値として選定してもよい。
本発明によれば、燃圧センサの異常診断の精度が向上した燃圧制御装置を提供できる。
[エンジンシステムの概略構成]
図1は、本実施例のエンジンシステム1の概略構成図である。エンジンシステム1は、エンジン10、及びエンジン10を制御するECU(Electronic Control Unit)40を含む。エンジン10は、直列に配置された気筒111~114を含む気筒群11、筒内噴射弁群37、及びポート噴射弁群27を備えた火花点火式の直列4気筒の内燃機関である。ECU40は、燃圧制御装置の一例である。
図1は、本実施例のエンジンシステム1の概略構成図である。エンジンシステム1は、エンジン10、及びエンジン10を制御するECU(Electronic Control Unit)40を含む。エンジン10は、直列に配置された気筒111~114を含む気筒群11、筒内噴射弁群37、及びポート噴射弁群27を備えた火花点火式の直列4気筒の内燃機関である。ECU40は、燃圧制御装置の一例である。
筒内噴射弁群37は、気筒111~114内にそれぞれ燃料を噴射する筒内噴射弁371~374を含む。ポート噴射弁群27は、気筒111~114に連通した吸気ポート13内にそれぞれ燃料を噴射するポート噴射弁271~274を含む。筒内噴射弁群37及びポート噴射弁群27のそれぞれは、所定の通電期間で電磁コイルを通電して弁座から弁体を離隔させることにより燃料噴射量が調整される電磁駆動式の開閉弁である。
エンジン10には、気筒群11のそれぞれ対応する複数の吸気ポート13を有する吸気通路12と、不図示の複数の排気ポートを有する排気通路とが形成されている。気筒群11のそれぞれでは、不図示のピストンが収納されて燃焼室が画定される。燃焼室は、吸気バルブ及び排気バルブにより開閉される。更にエンジン10には、図示しない点火プラグを備えている。また、エンジン10は、複数のピストンに連動したクランクシャフト14、及びクランクシャフト14に連動して吸気バルブを駆動する吸気カムシャフト15を備えている。クランクシャフト14の回転角を検出するクランク角センサ14aや、吸気通路12に導入される吸入空気量Gaを検出するエアフロメータ12aが設けられている。
エンジンシステム1は、燃料タンク21、低圧燃料ポンプ22、プレッシャレギュレータ23、低圧燃料配管25、低圧デリバリパイプ26、及び燃圧センサ28を含む。燃料タンク21には、燃料であるガソリンが貯留されている。低圧燃料ポンプ22は、燃料を加圧して低圧燃料配管25内に吐出する。プレッシャレギュレータ23は、低圧燃料配管25内に吐出される燃料を予め設定された低圧側の供給圧に調圧する。低圧燃料ポンプ22は、ECU40により駆動が制御される。
低圧燃料配管25及び低圧デリバリパイプ26は、低圧燃料ポンプ22から吐出された燃料をポート噴射弁群27に供給する。低圧燃料ポンプ22により所定の圧力レベルまで加圧されプレッシャレギュレータ23により低圧側の供給圧に調圧された燃料は、低圧燃料配管25を介して低圧デリバリパイプ26に導入される。
ポート噴射弁群27は、低圧デリバリパイプ26に接続されており、気筒群11にそれぞれ対応した吸気ポート13内に燃料を噴射する。燃圧センサ28は、低圧デリバリパイプ26内の燃圧値を検出する。
エンジンシステム1は、高圧燃料ポンプ31、高圧燃料配管35、高圧デリバリパイプ36、及び燃圧センサ38を含む。高圧燃料ポンプ31は、低圧燃料配管25から分岐した分岐配管25aから燃料を吸入して、低圧燃料ポンプ22からの供給圧レベルより高圧の高圧レベルに加圧する。分岐配管25aには、分岐配管25a内の燃圧脈動を抑制するパルセーションダンパ29が設けられている。
高圧燃料ポンプ31は、具体的には、ポンプハウジング31hと、ポンプハウジング31h内を摺動可能なプランジャ31pと、ポンプハウジング31h及びプランジャ31p間で画定される加圧室31aとを含む。加圧室31aの容積は、プランジャ31pの変位に応じて変化する。加圧室31aには、電磁弁32が開いた状態で、低圧燃料ポンプ22により加圧された燃料が分岐配管25aを介して導入される。加圧室31a内の燃料は、プランジャ31pにより高圧に加圧されて高圧燃料配管35内に吐出される。
エンジン10の吸気カムシャフト15には、プランジャ31pを駆動するポンプカム19が装着されている。高圧燃料ポンプ31は、ポンプカム19により昇降されるフォロアリフタ31fと、フォロアリフタ31fをポンプカム19側に付勢するポンプスプリング31gとを有している。フォロアリフタ31fにプランジャ31pが連動し、フォロアリフタ31fと共にプランジャ31pも昇降する。
高圧燃料ポンプ31の加圧室31aの燃料導入口部には、電磁弁32が設けられている。電磁弁32は、弁体32vと、弁体32vを駆動するコイル32cと、弁体32vを常に開方向に付勢するスプリング32kとを有している。コイル32cへの通電は、ECU40により制御される。コイル32cが通電されると、弁体32vは、スプリング32kの付勢力に抗して低圧燃料配管25の分岐配管25aと加圧室31aとを遮断する。コイル32cが非通電の状態では、弁体32vは、スプリング32kの付勢力により開状態が維持される。
高圧燃料ポンプ31と筒内噴射弁群37との間の高圧燃料配管35には、ばね付の逆止弁34が設けられている。逆止弁34は、高圧燃料ポンプ31内の燃圧が高圧燃料配管35内の燃圧より所定の分だけ高くなったときに開く。
高圧燃料ポンプ31の吸入行程では、電磁弁32が開きプランジャ31pが下降して、燃料が低圧燃料配管25の分岐配管25aから加圧室31aに充填される。加圧行程では、電磁弁32が閉じプランジャ31pの上昇に伴い加圧室31aの容積が減少し、加圧室31a内の燃料が昇圧される。吐出行程では、加圧室31a内の燃圧による力が逆止弁34のばねの付勢力より大きくなったときに逆止弁34が開き、昇圧された燃料が高圧燃料配管35及び高圧デリバリパイプ36へ供給される。上述したようにプランジャ31pの昇降は、ポンプカム19の回転により実現され、ポンプカム19は吸気カムシャフト15を介してクランクシャフト14に連動しているため、高圧燃料ポンプ31はクランクシャフト14に連動して駆動される。
高圧デリバリパイプ36には、高圧燃料ポンプ31により加圧された高圧の燃料が高圧燃料配管35を介して蓄圧されている。高圧燃料配管35及び高圧デリバリパイプ36は、高圧燃料ポンプ31から筒内噴射弁371~374に高圧の燃料を供給する。
筒内噴射弁群37は、高圧デリバリパイプ36内から気筒111~114のそれぞれの内部に所定の順序で高圧燃料を直接に噴射する。燃圧センサ38は、高圧デリバリパイプ36内の燃圧を検出する。
ECU40は、CPU(Central Processing Unit)、フラッシュROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、各種インタフェース回路等で構成されている。ECU40は、フラッシュROM内に予め格納された制御プログラムに従って、センサからの情報や予めフラッシュROMやEEPROMに格納されている情報等に基づいて、後述する異常診断制御を実行する。また、ECU40は、算出部、異常診断部、及び選定部を機能的に実現する。詳しくは後述する。ECU40には、アクセル操作量Accを検出するためのアクセル操作量センサ41や、イグニッションのON、OFFを検出するイグニッションスイッチ42、その他上述した燃圧センサ28及び38が電気的に接続されている。
ECU40は、クランク角センサ14aによって検出されたエンジン10の回転速度NEと、アクセル操作量センサ41によって検出されたアクセル操作量Accとに基づいて、筒内噴射弁群37とポート噴射弁群27の燃料噴射の分担比率を決定する。次に、分担比率と回転速度NEとアクセル操作量Accとに基づいて、筒内噴射弁371~374の各目標噴射量Qdtと、筒内噴射弁371~374のそれぞれから燃料を噴射する際の高圧デリバリパイプ36の燃圧の目標値である目標燃圧Pとを算出する。目標燃圧Pは、原則的に、回転速度NEが高いときには低いときに比して高くなるように算出され、アクセル操作量Accが多いときには小さいときに比して高くなるように算出される。次にECU40は、目標噴射量Qdtと目標燃圧Pとに基づいて、筒内噴射弁371~374の各燃料噴射の実行時間である噴射時間Fdiを算出する。ECU40は、所定のクランク角間隔で筒内噴射弁371、373、374、372の順に、算出された噴射時間Fdiだけ通電する。このようにして、筒内噴射弁371~374の各燃料噴射量が目標噴射量Qdtに制御される。
同様にECU40は、上述した分担比率と回転速度NEとアクセル操作量Accとに基づいて、ポート噴射弁271~274の各目標噴射量Qptと、低圧デリバリパイプ26での目標燃圧Pptとを算出する。次にECU40は、目標噴射量Qptと目標燃圧Pptとに基づいて、ポート噴射弁271~274の噴射時間Fpiを算出する。ECU40は、所定のクランク角間隔でポート噴射弁271、273、274、272の順に、算出された噴射時間Fpiだけ通電する。このようにして、ポート噴射弁271~274の各燃料噴射量が目標噴射量Qptに制御される。尚、目標燃圧P及びPptは、原則的には高負荷運転時には高い値に設定され、低負荷運転時には低い値に設定される。
ECU40は、燃圧センサ38により検出された検出燃圧Pdが高圧デリバリパイプ36での目標燃圧Pに一致するように、高圧燃料ポンプ31をフィードバック制御する。これにより、高圧デリバリパイプ36での実燃圧を目標燃圧Pに一致させることができ、筒内噴射弁371~374のそれぞれの実噴射量を目標噴射量Qdtに一致させて、エンジン10の運転状態を所望の運転状態に制御することができる。ここで燃圧センサ38に異常が生じていた場合には、検出燃圧Pdに基づいて高圧燃料ポンプ31をフィードバック制御しても、高圧デリバリパイプ36での実燃圧を目標燃圧Pに一致させることはできずに、エンジン10の運転状態の制御精度が低下する。従って、ECU40は、燃圧センサ38に異常が生じているか否かを診断する異常診断制御を実行する。最初に、本実施例の燃圧異常診断制御を説明する前に、比較例での燃圧異常診断制御について説明する。
[比較例の異常診断制御]
図2A及び図2Bは、比較例の異常診断制御を示したタイミングチャートである。図2A及び図2Bでは、縦軸は燃圧を示し横軸は時間を示す。また、図2A及び図2Bでは、目標燃圧Pと検出燃圧Pdの推移を示しており、目標燃圧Pは点線で示し、検出燃圧Pdを実線で示している。また、図2A及び図2Bでは、燃圧センサ38が正常な場合を示している。
図2A及び図2Bは、比較例の異常診断制御を示したタイミングチャートである。図2A及び図2Bでは、縦軸は燃圧を示し横軸は時間を示す。また、図2A及び図2Bでは、目標燃圧Pと検出燃圧Pdの推移を示しており、目標燃圧Pは点線で示し、検出燃圧Pdを実線で示している。また、図2A及び図2Bでは、燃圧センサ38が正常な場合を示している。
図2Aでは、目標燃圧Pとして設定された目標値P(n)、P(n―1)、及びP(n―2)を示している。目標値P(n)は最新の目標値を示す。目標値P(n-1)は、目標値P(n)に設定される直前に設定されていた目標値を示す。目標値P(n-2)は、目標値P(n-1)に設定される直前に設定されていた目標値を示す。即ち、目標値P(n-1)及びP(n―2)は、過去に設定されていた目標値である。
図2Aに示すように、時刻t1で目標燃圧Pが目標値P(n-2)から、目標値P(n-2)よりも低い目標値P(n-1)に設定される。これにより、検出燃圧Pdも目標燃圧Pの変更に追従するように徐々に低下して目標値P(n―1)に収束する。その後の時刻t2で目標燃圧Pが目標値P(n-1)よりも高く目標値P(n-2)よりも低い目標値P(n)に設定されると、検出燃圧Pdも目標燃圧Pに追従して上昇して目標値P(n)に収束する。
ここで、目標値P(n)に対する検出燃圧Pdの乖離量Aに基づいて燃圧センサ38の異常診断を行う場合について説明する。時刻t2で目標燃圧Pが目標値P(n-1)から目標値P(n)に設定されると、目標値P(n-1)を基準値Prとして選定した場合の目標値P(n)までの燃圧の変化量、即ち、目標値P(n-1)と目標値P(n)との差分ΔPに基づいて、ディレイ時間D及び判定値αが算出される。目標燃圧Pとして目標値P(n)が設定された時刻t2からディレイ時間Dが経過した時刻t3以降で、目標値P(n)に対する検出燃圧Pdの乖離量Aが判定値αよりも大きいか否かに基づいて異常診断が行われる。ディレイ時間Dは、実燃圧の応答遅れに対応して定められた時間である。ディレイ時間Dが経過する前に乖離量Aが判定値αよりも大きいか否かの判定を行うと、燃圧センサ38が正常にも関わらず実燃圧の応答遅れにより、乖離量Aが判定値αより大きくなり燃圧センサ38が異常と診断されるおそれがあるからである。判定値αは、燃圧センサ38が正常時での目標値P(n)に対する検出燃圧Pdの乖離量の上限値である。詳しくは後述するが、ディレイ時間Dは差分ΔPが大きいほど長く算出され、判定値αは差分ΔPが大きいほど大きく算出される。乖離量Aが判定値αよりも大きい場合に、燃圧センサ38に異常と診断される。乖離量Aが判定値α以下の場合には、燃圧センサ38は正常と診断される。図2Aに示すように、時刻t3で乖離量Aは判定値α以下であるため、燃圧センサ38は正常と診断される。尚、本明細書において「差分」とは絶対値を示す。
図2Bは、短時間で目標燃圧Pが切り替えられる場合を示している。図2Bに示した目標値P(n-2)、P(n―1)、及びP(n)は、それぞれ図2Aに示した目標値P(n-2)、P(n―1)、及びP(n)と同じである。時刻t11で目標燃圧Pが目標値P(n-2)から目標値P(n-1)に設定されてから短時間経過した、時刻t12で目標燃圧Pが目標値P(n-1)から目標値P(n)に設定される。この場合も同様に時刻t12からディレイ時間Dが経過した時刻t13以降で、乖離量Aが判定値αよりも大きいか否かに基づいて異常診断が行われる。ここで図2Bに示すように、目標燃圧Pが短時間で変化すると、実燃圧がこのような目標燃圧Pの変化に追従できない。このため、検出燃圧Pdも追従できず、燃圧センサ38が正常であっても乖離量Aが判定値αよりも大きくなり、燃圧センサ38に異常が生じているものと誤診断がなされる。このように比較例では、短時間で目標燃圧Pが変化した場合に、誤診断がなされるおそれがある。
[本実施例の異常診断制御]
図3Aは、本実施例の異常診断制御を示したタイミングチャートの一例である。図3Aは、図2Bに対応している。本実施例では、図2Bに示した比較例とは異なり、目標値P(n-1)を基準値Prとするのではなく、目標値P(n―2)を基準値Prとして、目標値P(n―2)と目標値P(n)との差分ΔPを用いる。図2Bに示す比較例の差分ΔPよりも、図3に示す本実施例の差分ΔPの方が大きい。このため、比較例のディレイ時間Dよりも本実施例のディレイ時間Dの方が長く算出され、比較例の判定値αよりも本実施例の判定値αの方が大きく算出される。また、本実施例でのディレイ時間Dの計測開始時間は、目標燃圧Pが目標値P(n-1)から目標値P(n)に設定された時刻t12ではなく、目標値P(n―2)から目標値P(n-1)に設定された時刻t11である。このため、時刻t11からディレイ時間Dが経過した時刻t13a以降で、異常診断が行われる。即ち、乖離量Aが判定値αよりも大きいか否かが判定される。図3Aに示すように、乖離量Aは判定値α以下であるため、燃圧センサ38は正常と診断される。
図3Aは、本実施例の異常診断制御を示したタイミングチャートの一例である。図3Aは、図2Bに対応している。本実施例では、図2Bに示した比較例とは異なり、目標値P(n-1)を基準値Prとするのではなく、目標値P(n―2)を基準値Prとして、目標値P(n―2)と目標値P(n)との差分ΔPを用いる。図2Bに示す比較例の差分ΔPよりも、図3に示す本実施例の差分ΔPの方が大きい。このため、比較例のディレイ時間Dよりも本実施例のディレイ時間Dの方が長く算出され、比較例の判定値αよりも本実施例の判定値αの方が大きく算出される。また、本実施例でのディレイ時間Dの計測開始時間は、目標燃圧Pが目標値P(n-1)から目標値P(n)に設定された時刻t12ではなく、目標値P(n―2)から目標値P(n-1)に設定された時刻t11である。このため、時刻t11からディレイ時間Dが経過した時刻t13a以降で、異常診断が行われる。即ち、乖離量Aが判定値αよりも大きいか否かが判定される。図3Aに示すように、乖離量Aは判定値α以下であるため、燃圧センサ38は正常と診断される。
図3Bは、図3Aと同様に異常診断が行われる場合の一例を示したタイミングチャートである。図3Aでの検出燃圧Pdの挙動は、図3Bに示すように時刻t11で目標燃圧Pが目標値P(n―2)から目標値P(n)に切り替えられた場合と同様であり、図3Aでの異常診断も図3Bの場合と同様である。このように本実施例では、差分ΔPの算出の基準となる基準値Prとして、目標値P(n)よりも過去に設定された複数の目標値の中から適切な目標値を選定する。これにより、基準値Prとしての目標値(図3Aの例では目標値P(n―2))が設定されてから目標値P(n)が設定されるまでの間に設定された目標値(図3Aの例では目標値P(n-1))の影響を受けることなく、異常診断を行うことができる。このため、目標燃圧Pが短時間で変化する場合にも、精度よく燃圧センサ38の異常診断を行うことができる。尚、基準値Prの選定については、詳しくは後述する。
[本実施例の異常診断制御の詳細]
図4は、本実施例の異常診断制御の一例を示したフローチャートである。本制御は、イグニッションがオンの間は繰り返し実行される。ECU40は、差分ΔPに基づいてディレイ時間D及び判定値αを算出する(ステップS1)。図5Aは、差分ΔPとディレイ時間Dとの関係を規定したマップの一例である。図5Aは、縦軸が差分ΔPを示し横軸がディレイ時間Dを示している。図5Bは、差分ΔPと判定値αとの関係を規定したマップの一例である。図5Bは、縦軸が差分ΔPを示し横軸が判定値αを示している。図5A及び図5Bに示すように、差分ΔPが増大するほどは長く算出され、判定値αは大きく算出される。ECU40はこれらのマップを参照してディレイ時間D及び判定値αを算出する。図5A及び図5Bのマップでは、差分ΔPに対してディレイ時間D及び判定値αは直線状に変化するが、これに限定されず、曲線状に変化してもよい。また、ディレイ時間D及び判定値αのそれぞれは、差分ΔPを引数とする演算式により算出してもよい。尚、差分ΔPの算出制御については詳しくは後述する。ステップS1は、算出部が実行する処理の一例である。
図4は、本実施例の異常診断制御の一例を示したフローチャートである。本制御は、イグニッションがオンの間は繰り返し実行される。ECU40は、差分ΔPに基づいてディレイ時間D及び判定値αを算出する(ステップS1)。図5Aは、差分ΔPとディレイ時間Dとの関係を規定したマップの一例である。図5Aは、縦軸が差分ΔPを示し横軸がディレイ時間Dを示している。図5Bは、差分ΔPと判定値αとの関係を規定したマップの一例である。図5Bは、縦軸が差分ΔPを示し横軸が判定値αを示している。図5A及び図5Bに示すように、差分ΔPが増大するほどは長く算出され、判定値αは大きく算出される。ECU40はこれらのマップを参照してディレイ時間D及び判定値αを算出する。図5A及び図5Bのマップでは、差分ΔPに対してディレイ時間D及び判定値αは直線状に変化するが、これに限定されず、曲線状に変化してもよい。また、ディレイ時間D及び判定値αのそれぞれは、差分ΔPを引数とする演算式により算出してもよい。尚、差分ΔPの算出制御については詳しくは後述する。ステップS1は、算出部が実行する処理の一例である。
次に、ECU40は、目標燃圧Pとして過去に設定された目標値でもある基準値Prが他の目標値に切り替えられてからディレイ時間Dが経過したか否かを判定する(ステップS2)。基準値Prが他の目標値に切り替えられたタイミングについては後述する。ステップS2でNoの場合には本制御を終了する。ステップS2でYesの場合には、ECU40は乖離量Aが判定値αよりも大きいか否かを判定する(ステップS3)。ステップS3でYesの場合には、ECU40は燃圧センサ38に異常が発生しているものと診断する(ステップS4)。この場合、ECU40は例えば車室内に設けられている警告灯を点灯してフェールセーフ制御を実行してもよい。ステップS3でNoの場合にはECU40は、燃圧センサ38は正常であると診断する(ステップS5)。ステップS2~S5は、異常診断部が実行する処理の一例である。
[差分ΔPの算出制御]
図6は、差分ΔPの算出制御の一例を示したフローチャートである。ECU40は燃料カット中であるか否かを判定する(ステップS11)。燃料カットとは、車両の走行中にアクセルペダルの踏み込みが解除された場合に、エンジン10への燃料供給を停止する制御である。
図6は、差分ΔPの算出制御の一例を示したフローチャートである。ECU40は燃料カット中であるか否かを判定する(ステップS11)。燃料カットとは、車両の走行中にアクセルペダルの踏み込みが解除された場合に、エンジン10への燃料供給を停止する制御である。
ステップS11でNoの場合、即ち通常通りに燃料噴射が行われている場合には、目標燃圧Pの変化量、即ち、目標値P(n-1)と目標値P(n)との差分が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS12)。例えば、運転者の運転操作によりアクセルペダルの操作量が大きい場合、即ち加速要求や減速要求があった場合に、目標燃圧Pの変化量は所定値以上と判定される。また、定速走行時には、目標燃圧Pの変化量は所定値未満と判定される。
ステップS12でYesの場合には、ECU40は基準値Prを選定する(ステップS13)。基準値Prの選定制御については詳しくは後述する。また、ECU40は、ディレイ時間Dの計測開始時点を当たらな目標値P(n)が設定された時点に再設定する(ステップS13a)。ECU40は、選定された基準値Prに基づいて差分ΔPを算出する(ステップS14)。差分ΔPは、上述したように基準値Prと目標値P(n)との差分である。
ステップS12でNoの場合には、ECU40はディレイ時間Dの経過前であるか否かを判定する(ステップS15)。ステップS15でYesの場合には、ECU40は目標値P(n)を更新する(ステップS16)。ECU40は、このように更新された目標値P(n)に基づいて差分ΔPを算出する(ステップS14)。ステップS15でNoの場合には、ECU40は差分ΔPを算出する(ステップS14)。
ステップS11でYesの場合には、ECU40は選定済みの基準値Pr、最大目標値Pmax、及び最小目標値Pminをリセットする(ステップS17)。燃料カット中も最大目標値Pmax及び最小目標値Pminの選定を継続すると、最大目標値Pmax及び最小目標値Pminが必要以上に大きくなり、その結果ディレイ時間Dが必要以上に長くなり、検出精度に影響を及ぼすおそれがあるからである。尚、最大目標値Pmax、最小目標値Pminについては後述する。
[基準値Prの選定制御]
図7は、基準値Prの選定制御の一例を示したフローチャートである。ECU40は、目標燃圧Pの履歴から最大目標値Pmax、最小目標値Pminを選定する(ステップS21)。最大目標値Pmaxは、燃料カット復帰後であって目標燃圧Pが目標値P(n-1)に設定される以前の過去の目標値のうちの最大値である。最大目標値Pmaxは、燃料カット復帰後であって目標燃圧Pが目標値P(n-1)に設定される以前の過去の目標値のうちの最小値である。即ち、目標値P(n-1)は、最大目標値Pmax、及び最小目標値Pminの候補から除かれる。尚、ステップS21の代わりに、燃料カット復帰後、即ち燃料噴射が行われている運転状態において目標燃圧Pを監視して、最大目標値Pmax、最小目標値Pminを随時更新してもよい。
図7は、基準値Prの選定制御の一例を示したフローチャートである。ECU40は、目標燃圧Pの履歴から最大目標値Pmax、最小目標値Pminを選定する(ステップS21)。最大目標値Pmaxは、燃料カット復帰後であって目標燃圧Pが目標値P(n-1)に設定される以前の過去の目標値のうちの最大値である。最大目標値Pmaxは、燃料カット復帰後であって目標燃圧Pが目標値P(n-1)に設定される以前の過去の目標値のうちの最小値である。即ち、目標値P(n-1)は、最大目標値Pmax、及び最小目標値Pminの候補から除かれる。尚、ステップS21の代わりに、燃料カット復帰後、即ち燃料噴射が行われている運転状態において目標燃圧Pを監視して、最大目標値Pmax、最小目標値Pminを随時更新してもよい。
次に差分ΔPの候補として、ECU40は以下の式(1)~(3)で表される差分ΔP0、ΔP1、及びΔP2を算出する(ステップS22)。
ΔP0=|P(n-1)-P(n)|…(1)
ΔP1=|Pmax-P(n)|…(2)
ΔP2=|Pmin-P(n)|…(3)
ΔP0=|P(n-1)-P(n)|…(1)
ΔP1=|Pmax-P(n)|…(2)
ΔP2=|Pmin-P(n)|…(3)
次にECU40は、差分ΔP0、ΔP1、及びΔP2のうち、差分ΔP0が最大であるか否かを判定する(ステップS23)。ステップS23でYesの場合には、ECU40は基準値Prとして目標値P(n-1)を選定する(ステップS24)。ステップS23でNoの場合には、ECU40は差分ΔP1が最大であるか否かを判定する(ステップS25)。ステップS25でYesの場合には、ECU40は基準値Prとして最大目標値Pmaxを選定する(ステップS26)。ステップS25でNoの場合には、ECU40は基準値Prとして最小目標値Pminを選定する(ステップS27)。このようにECU40は、目標値P(n-1)、最大目標値Pmax、及び最小目標値Pminのうち、目標値P(n)との差分が最大となる値を、基準値Prとして選定する。尚、図3の例では、差分ΔP1が最大と判定された場合を示している。ステップS21~S27は、選定部が実行する処理の一例である。
図8A~図8Cは、基準値Prとしてそれぞれ最大目標値Pmax、最小目標値Pmin、目標値P(n-1)が選定される場合の一例を示したタイミングチャートである。図8A~図8Cでは目標燃圧Pのみを示し、検出燃圧Pdについては省略してある。また、図8A~図8Cでは、時刻t21で目標燃圧Pが最大目標値Pmaxからそれ以外の値に設定され、時刻t22で目標燃圧Pが最小目標値Pminからそれ以外の値に設定された場合を例に示している。
図8Aでは、時刻t23でPが目標値P(n-1)から目標値P(n)に設定された場合を示している。図8Aでは、目標値P(n-1)及び目標値P(n)は共に最大目標値Pmaxよりも小さく最小目標値Pminよりも大きい。また、目標値P(n)は、目標値P(n-1)よりも小さい。このため、差分ΔP1が最大となり差分ΔP2が最小である。従って、基準値Prとして最大目標値Pmaxが選定され、ディレイ時間D及び判定値αの算出に用いられる差分ΔPとして差分ΔP1が用いられる。この場合、ディレイ時間Dの開始時刻は、目標燃圧Pが最大目標値Pmaxからそれ以外の値に設定された時刻t21であるが、図8Aに示した例では、差分ΔP1が最大であることが算出されるのは時刻t23以降である。このため、時刻t23からディレイ時間Dが経過した後に異常診断が行われる。
図8Bでは、時刻t23で設定される目標値P(n)が、目標値P(n-1)よりも高いが最大目標値Pmaxよりも低い場合を示している。この場合、差分ΔP2が最大であり差分ΔP1が最小であるため、基準値Prとしては最小目標値Pminが選定される。従って、差分ΔP2により算出されたディレイ時間Dの開始時刻は、Pが最小目標値Pminからそれ以外の値に設定された時刻t22であるが、差分ΔP2が最大であることが算出されるのは時刻t23以降である。このため、時刻t23からディレイ時間Dが経過した後に異常診断が行われる。
図8Cは、時刻t23となる前に目標燃圧Pが最小目標値Pminよりも小さい目標値P(n-1)に設定され、その後の時刻t23で最大目標値Pmaxより小さいが最小目標値Pminよりも大きい目標値P(n)に設定されている。この場合、差分ΔP0が最大であるため、基準値Prとして目標値P(n-1)が選定される。従って、差分ΔP0に基づいて算出されたディレイ時間Dの開始時刻は、目標値P(n-1)から目標値P(n)に設定された時刻t23から経過した後に異常診断が行われる。
以上のように、目標燃圧Pとして目標値P(n)が設定されるよりも以前に設定された複数の過去の目標値のうち、目標値P(n)との差分が最大となる過去の目標値が、基準値Prとして選定される。これにより、基準値Prが設定されてから目標値P(n)が設定されるまでの間に設定された目標値の影響を受けることなく異常診断を行うことができるため、異常診断の精度が向上している。
尚、上記ステップS21では、目標値P(n-1)を含めずに、最大目標値Pmax及び最小目標値Pminを選定しているが、これに限定されない。例えば、目標燃圧Pが目標値P(n)に設定された直後に、目標値P(n-1)を含めた、燃料カット復帰後であって目標値P(n)が設定される前の間に設定された目標値から、最大目標値Pmax、及び最小目標値Pminを選定してもよい。この場合、上述した式(2)及び(3)を用いて、差分ΔP1及びΔP2のどちらが大きいかを判定すればよい。
[目標値P(n)の更新]
次に、目標値P(n)の更新について説明する。図9は、目標値P(n)が更新される場合の一例を示したタイミングチャートである。図9では目標燃圧Pのみを示し、検出燃圧Pdについては省略してある。図9は、図3に対応している。時刻t12から目標値P(n)が徐々に低下している。例えば、アクセルペダルの踏込み量が徐々に減少しているような場合には、図9に示すように目標値P(n)は徐々に低下する。この場合、図6に示したステップS12でNo、ステップS15でYesと判断され、目標値P(n)は随時更新され(ステップS16)、更新された目標値P(n)に基づいて差分ΔPが算出される(ステップS14)。このようにして算出された差分ΔPに基づいてディレイ時間Dが算出されるため、差分ΔPは時刻t12以降徐々に増大し、ディレイ時間Dも徐々に長期化する。時刻t13bで時刻t12から随時算出されていたディレイ時間Dが経過すると、異常診断が行われる。但し、時刻t12から目標値P(n)が徐々に増大するような場合は、ディレイ時間Dは一定のままである。時刻t12以降目標値P(n)の増大に伴ってディレイ時間Dを短くすると、診断精度が低下するおそれがあるからである。以上のように、目標値P(n)が徐々に低下又は増大するような運転操作がなされた場合にも、適切に燃圧センサ38の異常診断を行うことができる。
次に、目標値P(n)の更新について説明する。図9は、目標値P(n)が更新される場合の一例を示したタイミングチャートである。図9では目標燃圧Pのみを示し、検出燃圧Pdについては省略してある。図9は、図3に対応している。時刻t12から目標値P(n)が徐々に低下している。例えば、アクセルペダルの踏込み量が徐々に減少しているような場合には、図9に示すように目標値P(n)は徐々に低下する。この場合、図6に示したステップS12でNo、ステップS15でYesと判断され、目標値P(n)は随時更新され(ステップS16)、更新された目標値P(n)に基づいて差分ΔPが算出される(ステップS14)。このようにして算出された差分ΔPに基づいてディレイ時間Dが算出されるため、差分ΔPは時刻t12以降徐々に増大し、ディレイ時間Dも徐々に長期化する。時刻t13bで時刻t12から随時算出されていたディレイ時間Dが経過すると、異常診断が行われる。但し、時刻t12から目標値P(n)が徐々に増大するような場合は、ディレイ時間Dは一定のままである。時刻t12以降目標値P(n)の増大に伴ってディレイ時間Dを短くすると、診断精度が低下するおそれがあるからである。以上のように、目標値P(n)が徐々に低下又は増大するような運転操作がなされた場合にも、適切に燃圧センサ38の異常診断を行うことができる。
上記実施例では、図6のステップS13aでディレイ時間Dの計測開始時期を目標値P(n)に再設定し、具体的には、図3A及び図9では、時刻t12からディレイ時間Dの計測が開始され、図8A~8Cでは時刻t23からディレイ時間Dの計測が開始されるが、これに限定されない。例えば、ステップS13aを実行せずに、差圧ΔPの基準となる基準圧Prが設定されてからディレイ時間Dの計測を開始してもよい。例えば、図3A及び図9では時刻t11から、図8Aでは時刻t21から、図8Bでは時刻t22から、図8Cでは時刻t23からディレイ時間Dの計測を開始してもよい。
上記実施例での燃圧制御装置は、車両用のエンジンシステム1に適用した例について説明したが、動力源としてエンジンを用いるものであれば適用可能であり、例えば、所謂ハイブリッド車や自動二輪車等に搭載されるエンジンシステムにも適用可能である。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
1 エンジンシステム
10 エンジン
11 気筒群
111~114 気筒
22 低圧燃料ポンプ
25 低圧燃料配管
26 低圧デリバリパイプ
27 ポート噴射弁群
271~274 ポート噴射弁
28、38 燃圧センサ
31 高圧燃料ポンプ
35 高圧燃料配管
36 高圧デリバリパイプ
37 筒内噴射弁群
371~374 筒内噴射弁
40 ECU(算出部、異常診断部、選定部)
42 イグニッションスイッチ
10 エンジン
11 気筒群
111~114 気筒
22 低圧燃料ポンプ
25 低圧燃料配管
26 低圧デリバリパイプ
27 ポート噴射弁群
271~274 ポート噴射弁
28、38 燃圧センサ
31 高圧燃料ポンプ
35 高圧燃料配管
36 高圧デリバリパイプ
37 筒内噴射弁群
371~374 筒内噴射弁
40 ECU(算出部、異常診断部、選定部)
42 イグニッションスイッチ
Claims (4)
- 内燃機関に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサの検出燃圧が、目標燃圧に一致するように、前記内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプをフィードバック制御する内燃機関の燃圧制御装置において、
前記目標燃圧として設定された第1目標値よりも以前に設定された第2目標値を基準値として、前記第1目標値との差分が大きいほど、ディレイ時間を長く算出し且つ判定値を大きく算出する算出部と、
前記目標燃圧が前記基準値から前記基準値以外の目標値に切り替えられてからの前記ディレイ時間の経過後に、前記第1目標値に対する前記検出燃圧の乖離量が前記判定値よりも大きい場合に前記燃圧センサが異常であると診断する異常診断部と、
前記目標燃圧として前記第1目標値が設定されるよりも以前に設定された複数の過去の目標値のうち、前記第1目標値との差分が最大となる過去の目標値を、前記基準値として選定する選定部と、を備えた内燃機関の燃圧制御装置。 - 前記選定部は、前記第1目標値が設定された直前に設定された目標値との差分が、所定値以上の場合には前記基準値を再度選定し、前記所定値未満の場合に既に選定された前記基準値を用いる、請求項1の内燃機関の燃圧制御装置。
- 前記第1目標値が設定された直前に設定された目標値との差分が、前記所定値未満の場合に、前記第1目標値を更新する更新部を備えた、請求項2の内燃機関の燃圧制御装置。
- 前記選定部は、前記第1目標値が設定される以前であって燃料カット復帰後に設定された複数の過去の目標値のうち、前記第1目標値との差分が最大となる過去の目標値を、前記基準値として選定する、請求項1乃至3の何れかの内燃機関の燃圧制御装置。
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JP2021091685A JP2022184059A (ja) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 燃圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JP2022184059A true JP2022184059A (ja) | 2022-12-13 |
Family
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JP2021091685A Pending JP2022184059A (ja) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 燃圧制御装置 |
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-
2021
- 2021-05-31 JP JP2021091685A patent/JP2022184059A/ja active Pending
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