JP3727339B2 - Fault diagnosis method in high pressure circuit of internal combustion engine high pressure injection device - Google Patents
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Description
産業上の利用分野
本発明は、内燃機関高圧噴射装置の高圧回路における障害診断方法に関する。
従来の技術
高圧噴射装置は実質的に燃料タンクと高圧インジェクタ供給回路を有しており、この回路自体はマニホルドへ燃料を高圧で供給するポンプを有している。そしてさらにこのポンプによって複数のインジェクタへ燃料が供給される。このポンプは、所定の圧力で燃料を供給するための圧力調整ソレノイドバルブを有している。
この種の装置において重要なことは、圧力センサにおける設定調整のずれ変動や制御部材またはインジェクタの故障あるいは回路における漏れにより、装置の動作が障害を受けないようにする目的で、高圧回路を継続的に監視することである。
本発明の開示
本発明の課題は、いかなる障害ないし機能不良であっても、発生すればそれをただちに指示できる診断方法を提供することにある。
本発明によればこの課題は、順次連続する制御サイクルで前記高圧ポンプにより発生する圧力に相関する量を監視するステップと、前記の順次連続するサイクルにおける前記量のパターンを基準値と比較するステップと、前記パターンが基準値と所定の関係をもっていなければ障害信号を発生させるステップとが設けられており、前記制御サイクルは、前記高圧ポンプの圧力調整用ソレノイドバルブへ供給される電流のデューティサイクルを変化させるステップをもち、前記高圧ポンプにより供給される圧力を測定するステップと、所要圧力値と測定圧力値との誤差に基づき電流供給のデューティサイクルを計算するステップと、計算された該デューティサイクルに基づき基準圧力値を求めるステップと、測定圧力値と基準圧力値とを比較するステップと、所定数の順次連続する制御サイクルにおいて、前記測定圧力値が所定の許容範囲内で前記基準圧力値と整合していなければ障害信号を発生させるステップを有することにより解決される。
【図面の簡単な説明】
次に、添付の図面を参照して実施例に基づき本発明の有利な実施形態について説明する。
第1図は、本発明による診断方法の適用される噴射装置における液圧系の全体図である。
第2図は、第1図の液圧系における圧力調整器の詳細図である。
第3図は、本発明による方法のブロック図である。
第4図は、最大および最小の基準圧力グラフをエンジン速度の関数として示す図である。
第5A図、第5B図および第5C図は、開放位置にロックされたインジェクタにより得られる3つの異なる動作条件における圧力およびデューティサイクルを示す図である。
第6図は、適合性試験に用いられる圧力とデューティサイクルの関係を示す図である。
実施例
まずはじめに第1図を参照して、内燃機関用の高圧噴射装置について全般的に説明する。参照番号1で示されている装置は気圧におかれたタンク2を有しており、これは供給導管5を介してラジアルピストンポンプ6と接続されている。このポンプは、排出導管8を介してタンク2と接続されている圧力調整ソレノイドバルブ(または圧力調整器)を有する。
ポンプ6は燃料を高圧で導管11に沿ってマニホルド10へ供給する。マニホルド10は、燃料を各インジェクタへ分配し、ポンプの動作やインジェクタの開放に起因する圧力変動を抑圧する。マニホルド10は有利には平行6面体形の鋼鉄製ボディにより構成されており、その内部にはマニホルドの長手方向に沿って延在するシリンダ状空洞部が形成されていて、中央孔12によって導管11と接続されている。マニホルド10は4つの孔13も有しており、それらはマニホルドの長手方向に沿って間隔をおいて配置されており、エンジン16の4つのインジェクタ15の4つの高圧(1500bar以上)供給導管14と接続されている。各インジェクタ15は、(インジェクタを作動させるために)燃料をタンク2へ再循環させるための導管17とも接続されている。
マニホルド10の一方の端部には公知の圧力センサ18が取り付けられている。
圧力調整器7は好適には第2図に示されているように構成されており、球状のシャッタ22のための円錐形の台座21を画定するボディ20を有している。プッシュロッド23により、シャッタ22には、スプリング24と、コア26と共働するソレノイド25との合成力が加わり、この場合、コア26はロッド27と一体化されており、さらにロッド27自体はプッシュロッド23と一体化されている。シャッタ22は、ポンプ6のボディと接続されたインレット導管28を、導管8と接続されたアウトレット導管29から分離する。この場合、ソレノイド25への電流供給を変化させることで、シャッタ22に作用する閉鎖方向への力が調整され、したがってポンプ6の出力圧力が調整される。
一定の発振周波数で変調されたデューティサイクルを有する電流(PWM−パルス幅変調)をソレノイド25へ供給することにより圧力が調整される。この場合、圧力センサ18により測定された実際の圧力と所望の圧力値とを考慮する閉ループ調整が用いられる。
本発明による方法は、装置1のコンポーネントの動作を周期的に検査するためのものであり、さらに特定すれば以下のことを判定するためのものである。すなわち、所要圧力を発生させるポンプ6の性能、調整器7の正確な密閉、回路中に漏れがないこと、開放位置にロックされたインジェクタの存在、調整器7を制御する電気回路の正確な動作、ならびに圧力センサ18の感度と正確な動作を、判定する方法である。
第3図に示されている有利な実施形態によれば、4つの試験が周期的に行われる。すなわち、最大測定圧力(ブロック30);最小測定圧力(ブロック31);圧力調整器を制御するデューティサイクル(ブロック32);および測定圧力とデューティサイクルの適合(ブロック33)、の4つの試験が周期的に行われる。
さらに具体的にいえば、最大測定圧力試験(ブロック30)は、所定数(たとえば5つの)順次連続する検査において、センサ18により測定されたマニホルド10内の圧力が外部で設定された最大許容値たとえば1600barを越えていないかを判定することから成る。圧力が最大許容値(第4図の線Aで示す)を上回ったことにより表されるのは以下の形式の障害である。すなわちこのことは、センサ18における設定調整の変動(測定エラー);または閉鎖位置にロックされた調整器7(導管28から調整器7の導管29への燃料の流れが阻止されているまたは著しく抑圧されていることによる障害)、を表している。
最小測定圧力試験(ブロック31)は、所定数たとえば5つの順次連続する試験において、測定圧力が最小許容値よりも下回っているかを判定することから成る。最小許容値は、第4図の曲線Bにより示されているようにエンジン速度にしたがって変化する。圧力が最小許容値よりも下回ったことにより表されるのは以下の形式の障害である。すなわちこのことは、開放位置にロックされたインジェクタ;ポンプによる障害(要求された燃料の流れを確保できない);回路における漏れ;またはセンサにおける設定調整の変動、を表している。エンジン速度に付随して最小許容値を増加させるのは、開放位置にロックされたインジェクタの存在を検出するために重要である。つまりこの場合、高いエンジン速度では、たとえインジェクタが開放位置にロックされていても、低いエンジン速度では許容値であって効率的な動作に相応する値を下回らない可能性がある。
圧力調整器を制御するデューティサイクルの試験(ブロック32)は、所定数(たとえば最大値に対し5回、最小値に対し25回の)の順次連続する検査において、このデューティサイクル(パーセント測定)が所定の最大値K2(たとえば97%)を越えていないか、あるいは所定の最小値K1(たとえば2%)よりも下回っているかを判定することから成る。デューティサイクルが最大値を繰り返し越えたことが意味するのは、この期間において測定された圧力が調整器を制御する装置の基準値よりも持続的に下回っていることであり、このことは最小圧力試験と同じ障害を表すものであるし、さらにまた場合によっては、デューティサイクルを調整する電気回路の故障を表すものでもある。これとは逆に、デューティサイクルが繰り返し低い値であるということは、調整器を制御する装置の基準値を持続的に越えていることを意味しており、このことはセンサ18における設定調整の変動または調整器7が過度に密であることを表す。
インジェクタが開放位置にロックされたことに起因する障害の3つの実例が第5A図,第5B図および第5C図に示されており、これらの図によって、エンジンのサイクル2におけるインジェクタのロックに続いて生じる3つの異なる状態での圧力曲線(破線)とデューティサイクル曲線(実線)が示されている。さらに具体的にいえば、第5A図は高い圧力状態に関するものであり、この場合には障害は、デューティサイクルが所定の限界値を繰り返し超過し続けていることに基づいて検出される。第5B図は中程度の圧力状態に関するものであり、この場合にも障害は、過度に高いデューティサイクル値に基づき検出されるが、もっともこれは第5A図の場合よりも緩慢な経過である。さらに第5C図は低い圧力状態に関するものであって、この場合には障害は、所定数の回数、過度に低い圧力値が検出されることによって検出される。
測定圧力/デューティサイクル適合性試験(ブロック33)は、デューティサイクル(さらに特定すれば調整器7へ供給される実効電流)と、マニホルド10において測定された圧力との関係を利用しており、第6図において曲線Cによってこの関係が示されている。この図では基準圧力PRが実効電流の関数として示されている。曲線Cは、使用される調整器にしたがって所定の限界値内で変化するので、基準値PRは上下の許容値T(たとえば300bar)に割り当てられ、これによって所定の許容範囲を規定する2つの曲線D1,D2が定められる。
この適合性試験は、好適には比例積分アルゴリズムにしたがって、さらに実際の測定圧力と所要圧力の関数として、ソレノイドバルブ7への電流供給のデューティサイクル値を決定することから成る(所要圧力はたとえば本出願人による別の特許出願に記載されているエンジンパラメータに基づいて算出される)。マップを用いることで、定められたデューティサイクルに相応する基準値PR(曲線C)が求められる。さらに、センサ18により測定された圧力値が所定の許容範囲内で基準値PRと一致しているかが判定される(つまり測定圧力値が所定の許容範囲内にあるかが判定される)。所定数の順次連続する検査において圧力値が所定の範囲外にあるということは実質的に、センサ18における設定調整の変動を表すものであり、この場合、この適合性試験が他の試験よりもゆっくりであり、他の形式の障害は一般的に早めに検出される。
(第3図においてORゲート35で示されているように)4つの試験のいずれか1つにおいて否定的な判定が下されれば、障害信号が発生されエンジンが停止される(ブロック36)。
したがって既述の方法により、インジェクタが開放位置にロックされるというような、別の方法では検出不可能な液圧回路における障害を指摘するための、簡単かつ信頼性のある方法が提供され、これは、回路制御量における過渡的な変化において生じる障害に関係ない外部の要因を検出することで行われる。
図示した記述の方法に対し、本発明の枠を越えることなく変形を施すことができるのは自明である。BACKGROUND OF THE
Prior art high pressure injectors essentially have a fuel tank and a high pressure injector supply circuit, which itself has a pump that supplies fuel to the manifold at high pressure. Further, fuel is supplied to a plurality of injectors by this pump. This pump has a pressure regulating solenoid valve for supplying fuel at a predetermined pressure.
What is important in this type of device is that the high-pressure circuit is continuously used to prevent the operation of the device from being disturbed by fluctuations in setting adjustments in the pressure sensor, failure of the control member or injector, or leakage in the circuit. To monitor.
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a diagnostic method that can immediately indicate any failure or malfunction if it occurs.
According to the invention, the object is to monitor the quantity correlated with the pressure generated by the high-pressure pump in successive control cycles and to compare the pattern of the quantities in the successive cycles with a reference value. And a step of generating a fault signal if the pattern does not have a predetermined relationship with a reference value, and the control cycle includes a duty cycle of a current supplied to a pressure regulating solenoid valve of the high pressure pump Measuring a pressure supplied by the high-pressure pump, calculating a current supply duty cycle based on an error between the required pressure value and the measured pressure value, and calculating the calculated duty cycle. The step of obtaining the reference pressure value based on the above and comparing the measured pressure value with the reference pressure value A step, in successive control cycles of the predetermined number, the measured pressure value is resolved by having the step of generating a fault signal if not consistent with the reference pressure value within a predetermined tolerance.
[Brief description of the drawings]
Next, advantageous embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall view of a hydraulic system in an injection apparatus to which a diagnostic method according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a detailed view of a pressure regulator in the hydraulic system of FIG.
FIG. 3 is a block diagram of the method according to the invention.
FIG. 4 shows maximum and minimum reference pressure graphs as a function of engine speed.
FIGS. 5A, 5B and 5C show the pressure and duty cycle at three different operating conditions obtained by the injector locked in the open position.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the pressure used for the compatibility test and the duty cycle.
Embodiment First of all, a high-pressure injection device for an internal combustion engine will be generally described with reference to FIG. The device indicated by
Pump 6 supplies fuel at high pressure along
A known
The
The pressure is adjusted by supplying to the solenoid 25 a current (PWM-pulse width modulation) having a duty cycle modulated at a constant oscillation frequency. In this case, a closed loop adjustment is used that takes into account the actual pressure measured by the
The method according to the invention is for periodically inspecting the operation of the components of the
According to the advantageous embodiment shown in FIG. 3, four tests are performed periodically. That is, four tests are cycled: maximum measured pressure (block 30); minimum measured pressure (block 31); duty cycle controlling the pressure regulator (block 32); and matching of measured pressure and duty cycle (block 33). Done.
More specifically, the maximum measured pressure test (block 30) is a maximum allowable value in which the pressure in the
The minimum measured pressure test (block 31) consists of determining whether the measured pressure is below the minimum allowable value in a predetermined number, eg five consecutive tests. The minimum allowable value varies according to the engine speed as shown by curve B in FIG. The following types of obstacles are indicated by the pressure falling below the minimum allowable value. That is, this represents an injector locked in the open position; a pump failure (cannot secure the required fuel flow); a leak in the circuit; or a set adjustment variation in the sensor. Increasing the minimum tolerance associated with engine speed is important for detecting the presence of an injector locked in the open position. In other words, in this case, at high engine speeds, even if the injector is locked in the open position, there is a possibility that at low engine speeds it is an acceptable value and not below a value corresponding to efficient operation.
The duty cycle test (block 32) that controls the pressure regulator is determined by the duty cycle (percentage measurement) in a predetermined number (eg, 5 times for the maximum value and 25 times for the minimum value) of successive tests. It comprises determining whether a predetermined maximum value K2 (eg 97%) has not been exceeded or is below a predetermined minimum value K1 (
Three examples of faults resulting from the injector being locked in the open position are shown in FIGS. 5A, 5B and 5C, which follow the injector lock in
The measured pressure / duty cycle conformance test (block 33) utilizes the relationship between the duty cycle (more specifically, the effective current supplied to regulator 7) and the pressure measured in
This suitability test consists in determining the duty cycle value of the current supply to the
If a negative determination is made in any one of the four tests (as indicated by
Thus, the described method provides a simple and reliable way to indicate faults in the hydraulic circuit that cannot be detected otherwise, such as when the injector is locked in the open position. Is performed by detecting an external factor that is not related to a failure caused by a transient change in the circuit control amount.
Obviously, the illustrated method can be modified without going beyond the scope of the present invention.
Claims (6)
順次連続する制御サイクルで前記高圧ポンプ(6)により発生する圧力に相関する量を監視するステップと、
前記の順次連続するサイクルにおける前記量のパターンを基準値と比較するステップと、
前記パターンが基準値と所定の関係をもっていなければ障害信号を発生させるステップとが設けられており、前記制御サイクルは、前記高圧ポンプ(6)の圧力調整用ソレノイドバルブ(7)へ供給される電流のデューティサイクルを変化させるステップをもち、
前記高圧ポンプ(6)により供給される圧力を測定するステップと、
所要圧力値と測定圧力値との誤差に基づき電流供給のデューティサイクルを計算するステップと、
計算された該デューティサイクルに基づき基準圧力値を求めるステップと、
測定圧力値と基準圧力値とを比較するステップと、
所定数の順次連続する制御サイクルにおいて、前記測定圧力値が所定の許容範囲内で前記基準圧力値と整合していなければ障害信号を発生させるステップを有することを特徴とする、
内燃機関高圧燃料噴射装置の高圧回路における障害診断方法。In a fault diagnosis method in a high-pressure circuit of an internal combustion engine high-pressure fuel injection device of a type in which a high-pressure pump (6) is provided in a high-pressure circuit to supply fuel at a pressure value controlled in a control cycle,
Monitoring an amount correlated to the pressure generated by the high pressure pump (6) in sequential control cycles;
Comparing the pattern of quantities in the sequential cycle to a reference value;
If the pattern does not have a predetermined relationship with a reference value, a step of generating a fault signal is provided, and the control cycle is supplied to a pressure adjusting solenoid valve (7) of the high-pressure pump (6). With the step of changing the duty cycle of the current,
Measuring the pressure supplied by the high-pressure pump (6);
Calculating a current supply duty cycle based on an error between the required pressure value and the measured pressure value;
Determining a reference pressure value based on the calculated duty cycle;
Comparing the measured pressure value with a reference pressure value;
A step of generating a failure signal if the measured pressure value does not match the reference pressure value within a predetermined tolerance in a predetermined number of consecutive control cycles ,
A fault diagnosis method in a high-pressure circuit of an internal combustion engine high-pressure fuel injection device.
前記高圧ポンプ(6)により供給される圧力を測定し、
所要圧力値と前記測定圧力との間の誤差に基づき前記電流供給のデューティサイクルを算出し、
算出されたデューティサイクルを最小基準値および最大基準値と比較し、
所定数の順次連続する制御サイクルにおいて、算出されたデューティサイクルが前記の最小基準値と最大基準値により規定された許容範囲内になければ障害信号を発生させる、請求項1から5のいずれか1項記載の方法。 Wherein the control cycle is included the step of varying the duty cycle of the current supply to the pressure regulating solenoid valve (7) of the high-pressure pump (6),
Measuring the pressure supplied by the high-pressure pump (6) ,
Calculating the duty cycle of the current supply based on the error between the required pressure value and the measured pressure;
Compare the calculated duty cycle with the minimum and maximum reference values,
In successive control cycles of a predetermined number, if the calculated duty cycle is not within the allowable range defined by the minimum reference value and the maximum reference value of the generating a fault signal, one of claims 1 to 5 1 The method described in the paragraph .
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