JP4780051B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関(以下、内燃機関を「エンジン」という。)の燃料噴射装置に関し、特にサプライポンプへ吸入される燃料の量を制御する吸入量制御弁の摺動不良の検出を実施し、吸入量制御弁の摺動不良が検出されると摺動不良の解消制御を実施する内燃機関の燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine (hereinafter, the internal combustion engine is referred to as an “engine”), and in particular, detects a sliding failure of a suction amount control valve that controls the amount of fuel sucked into a supply pump. The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine that performs control for eliminating sliding failure when sliding failure of an intake amount control valve is detected.
従来、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置として、コモンレール式の燃料噴射装置が公知である。コモンレール式の燃料噴射装置は、燃料タンクに蓄えられている燃料をサプライポンプで加圧し、加圧した燃料をコモンレールに蓄圧状態で蓄える。コモンレールにはインジェクタが接続されており、コモンレールに蓄えられている燃料は所定の時期にインジェクタからエンジン本体の各気筒へ噴射される。 Conventionally, a common rail fuel injection device is known as a fuel injection device for a diesel engine. A common rail type fuel injection device pressurizes fuel stored in a fuel tank with a supply pump, and stores the pressurized fuel in a pressure accumulation state on a common rail. An injector is connected to the common rail, and fuel stored in the common rail is injected from the injector to each cylinder of the engine body at a predetermined time.
このようなコモンレール式の燃料噴射装置では、コモンレールに蓄えられている燃料の圧力、すなわちインジェクタから噴射される燃料の圧力がエンジンからの排出物およびエンジンの出力に大きな影響を及ぼす。そのため、コモンレール式の燃料噴射装置では、コモンレールに蓄えられている燃料の圧力を精密に制御する必要がある。 In such a common rail type fuel injection device, the pressure of the fuel stored in the common rail, that is, the pressure of the fuel injected from the injector has a great influence on the engine exhaust and the engine output. Therefore, in the common rail type fuel injection device, it is necessary to precisely control the pressure of the fuel stored in the common rail.
コモンレールに蓄えられている燃料の圧力は、サプライポンプから吐出される燃料の吐出量によって制御されている。燃料噴射装置の制御部は、エンジンの運転状態に応じて目標圧力を設定し、例えば圧力センサなどの圧力検出手段で検出したコモンレールにおける燃料の実圧力を用いてフィードバック制御している。一方、サプライポンプからの燃料の吐出量は、サプライポンプの吸入側に設けられた吸入量制御弁によって制御される。したがって、制御部は、検出したコモンレールの実圧力に基づいて吸入量制御弁へ出力する制御電流を制御することにより、コモンレールの実圧力を制御している。 The pressure of the fuel stored in the common rail is controlled by the amount of fuel discharged from the supply pump. The control unit of the fuel injection device sets a target pressure according to the operating state of the engine, and performs feedback control using the actual fuel pressure in the common rail detected by pressure detection means such as a pressure sensor. On the other hand, the amount of fuel discharged from the supply pump is controlled by a suction amount control valve provided on the suction side of the supply pump. Therefore, the control unit controls the actual pressure of the common rail by controlling the control current output to the suction amount control valve based on the detected actual pressure of the common rail.
吸入量制御弁は、例えば筒状のケースと、ケースの内部を移動する弁部材とを備えている(例えば、特許文献1参照)。ケースは、筒状に形成され、側壁を径方向へ貫く第一開口部を有している。弁部材も、筒状に形成され、側壁を径方向へ貫く第二開口部を有している。電磁駆動部が弁部材を軸方向へ駆動することにより、ケースの第一開口部と弁部材の第二開口部とが重なり合う面積が変化する。このように、弁部材の移動によって第一開口部と第二開口部とが重なり合う面積が変化することにより、第一開口部および第二開口部を通過する燃料の流量が制御される。
特許文献1に開示されているような吸入量制御弁の場合、ケースと弁部材とは摺動する。そのため、ケースと弁部材との間には、相対的な移動を確保するためのわずかな隙間が形成されている。しかしながら、このケースと弁部材との間に形成されるわずかな隙間に、燃料に含まれる異物が侵入すると、ケースと弁部材との間の摺動抵抗が増大し、弁部材の移動が妨げられる。また、燃料の種類、あるいは燃料に含まれる物質によっては、弁部材の移動時の抵抗が増大するおそれがある。これらのように弁部材の移動が妨げられたり、弁部材の移動時の抵抗が増大すると、吸入量制御弁の摺動不良を招きやすくなる。吸入量制御弁に摺動不良が生じると、吸入量制御弁に出力される制御電流に対するサプライポンプの吐出特性が変化する。その結果、コモンレールにおける燃料の実圧力の精密な制御が困難になるという問題がある。
In the case of the intake amount control valve as disclosed in
そこで、本発明の目的は、吸入量制御弁のケースと弁部材との摺動不良を検出するとともに、摺動不良が検出されると摺動不良解消のための制御を実施して、コモンレールにおける燃料の実圧力を精密に制御する内燃機関の燃料噴射装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to detect a sliding failure between the case of the intake amount control valve and the valve member, and to perform control for eliminating the sliding failure when the sliding failure is detected, and An object of the present invention is to provide a fuel injection device for an internal combustion engine that precisely controls the actual pressure of the fuel.
請求項1記載の発明では、摺動状態検出手段によって吸入量制御弁のケースと弁部材との間に摺動不良が検出されると、不良解消制御手段はケースと弁部材との摺動状態の不良を解消する。不良解消制御手段は、例えば吸入量制御弁の制御量すなわち弁部材の移動量を変更することにより、ケースと弁部材との間に侵入した異物の排出などを促す。これにより、吸入量制御弁の摺動不良が解消される。したがって、例えばコモンレールにおける燃料の実圧力の低下、および実圧力の低下にともなうエンジンの運転に影響が生じる前に、吸入量制御弁の摺動不良を検出して、摺動不良を解消することにより、エンジンの運転に影響を与えることなく、コモンレールにおける燃料の実圧力を精密に制御することができる。 According to the first aspect of the present invention, when a sliding failure is detected between the case of the suction amount control valve and the valve member by the sliding state detection means, the failure elimination control means detects the sliding state between the case and the valve member. Eliminate defects. The defect elimination control means urges the discharge of foreign matter that has entered between the case and the valve member, for example, by changing the control amount of the suction amount control valve, that is, the movement amount of the valve member. Thereby, the sliding failure of the intake amount control valve is eliminated. Therefore, for example, by detecting the sliding failure of the intake amount control valve and eliminating the sliding failure before the actual fuel pressure in the common rail decreases and the engine operation due to the decrease in the actual pressure is affected. The actual fuel pressure in the common rail can be precisely controlled without affecting the operation of the engine.
また、請求項1記載の発明では、摺動状態検出手段は、コモンレールにおける燃料の圧力によって吸入量制御弁の摺動不良を検出する。すなわち、摺動状態検出手段は、設定した目標圧力と実圧力との差を検出する。そして、その差が所定値以上となる回数が所定の期間内に複数回以上あると、摺動状態検出手段は摺動不良が生じていると判定する。ケースと弁部材との間に摺動不良が生じているとき、吸入量制御弁からサプライポンプへ供給される燃料量は目標圧力に対応する所定量との差が大きくなる。そのため、摺動不良が生じているとき、設定された目標圧力と圧力検出手段で検出される実圧力との差が所定値以上となる。一方、運転状態によっては、目標圧力と実圧力との差が生じたとき常に吸入量制御弁の摺動不良が生じているとは限らない。そこで、摺動状態検出手段は、目標圧力と実圧力との差が所定値以上となる回数が所定の期間内に複数回あるとき、ケースと弁部材との摺動状態が不良であると判定する。したがって、ケースと弁部材との摺動状態を精度よく検出することができる。 According to the first aspect of the present invention, the sliding state detecting means detects a sliding failure of the intake amount control valve based on the fuel pressure in the common rail. That is, the sliding state detection means detects the difference between the set target pressure and the actual pressure. When the number of times that the difference becomes equal to or greater than a predetermined value is more than once within a predetermined period, the sliding state detecting means determines that a sliding failure has occurred. When a sliding failure occurs between the case and the valve member, the difference between the amount of fuel supplied from the suction amount control valve to the supply pump and a predetermined amount corresponding to the target pressure increases. For this reason, when a sliding failure occurs, the difference between the set target pressure and the actual pressure detected by the pressure detection means becomes a predetermined value or more. On the other hand, depending on the operation state, when the difference between the target pressure and the actual pressure occurs, the intake amount control valve does not always have a sliding failure. Therefore, the sliding state detecting means determines that the sliding state between the case and the valve member is defective when the difference between the target pressure and the actual pressure is a predetermined value or more within a predetermined period. To do. Therefore, the sliding state between the case and the valve member can be detected with high accuracy.
さらに、請求項1記載の発明では、不良解消制御手段は、弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかが増大する側へ制御を変更する。弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかが増大することにより、弁部材とケースとの間の摺動不良の解消が促進される。したがって、コモンレールにおける燃料の実圧力の低下を招く前に、吸入量制御弁の摺動不良を解消することができ、コモンレールの実圧力を精密に制御することができる。
Furthermore, in the invention described in
さらに、請求項1記載の発明では、不良解消制御手段は、弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかが増大する側へ制御を変更しても、弁部材とケースとの摺動不良が解消されないとき、さらに弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかが減少する側へ制御を変更する。このように、弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかを増大した後、これを減少させることにより、弁部材とケースとの摺動不良を解消した後、弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかを最適な値となるまで減少させることができる。したがって、コモンレールにおける燃料の実圧力の低下を招く前に、吸入量制御弁の摺動不良を解消することができ、コモンレールの実圧力を精密に制御することができる。 Further, in the first aspect of the present invention, even if the failure elimination control means changes the control to a side where at least one of the movement amount or the movement force of the valve member increases, the sliding failure between the valve member and the case will not occur. When the problem is not solved, the control is further changed to the side where at least one of the moving amount and the moving force of the valve member decreases. As described above, after increasing at least one of the moving amount or moving force of the valve member and decreasing it, the sliding failure between the valve member and the case is eliminated, and then the moving amount or moving force of the valve member is reduced. It is possible to reduce at least one of the values until an optimum value is reached. Therefore, before the actual pressure of the fuel in the common rail is reduced, the sliding failure of the intake amount control valve can be eliminated, and the actual pressure of the common rail can be precisely controlled.
請求項2記載の発明では、不良解消制御手段は吸入量制御弁に対する制御ゲインを変更する。これにより、弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかは、変更された制御ゲインに応じて変化する。したがって、制御ゲインの変更という簡単な制御により、吸入量制御弁の摺動不良を解消することができる。 According to the second aspect of the present invention, the defect elimination control means changes the control gain for the intake amount control valve. Thereby, at least one of the moving amount or the moving force of the valve member changes in accordance with the changed control gain. Therefore, the sliding failure of the intake amount control valve can be eliminated by a simple control of changing the control gain.
請求項3記載の発明では、不良解消制御手段は吸入量制御弁に対するパルス状の制御信号のオン期間、特に過渡期におけるオン期間を変更する。これにより、弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかは、変更されたオン期間に応じて変化する。したがって、オン期間の変更という簡単な制御により、吸入量制御弁の摺動不良を解消することができる。 According to a third aspect of the present invention, the failure elimination control means changes the ON period of the pulsed control signal for the intake amount control valve, particularly the ON period in the transition period. Thereby, at least one of the moving amount and the moving force of the valve member changes according to the changed ON period. Therefore, the sliding failure of the intake amount control valve can be eliminated by a simple control of changing the ON period.
請求項4記載の発明では、不良解消制御手段は、パルス状の制御信号のオン期間のアシスト量を変更している。これにより、パルス状の制御信号は、アシスト量に応じてオン期間が延長または短縮される。また、請求項5記載の発明では、不良解消制御手段は、パルス状の制御信号の周波数を変更している。これにより、パルス状の制御信号は、周波数に応じてオン期間が延長または短縮される。したがって、制御信号のオン期間を容易に変更することができる。
In the invention described in claim 4 , the defect elimination control means changes the assist amount during the ON period of the pulsed control signal. Thereby, the ON period of the pulsed control signal is extended or shortened according to the assist amount. In the invention described in claim 5 , the defect elimination control means changes the frequency of the pulsed control signal. Thereby, the ON period of the pulsed control signal is extended or shortened according to the frequency. Therefore, the ON period of the control signal can be easily changed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(燃料噴射装置の構成)
まず、本発明の一実施形態による燃料噴射装置について説明する。図1は、本発明の一実施形態による燃料噴射装置10を示す概略図である。本実施形態の燃料噴射装置10は、コモンレール式の燃料噴射装置10であり、ディーゼルエンジンに適用される。燃料噴射装置10は、燃料タンク11、吸入量制御弁(SCV)30、サプライポンプ12、コモンレール13、インジェクタ14、制御装置としてのエンジン制御装置(以下、「ECU:Engine Control Unit」という。)15、および電子駆動装置(以下、「EDU:Electronic Drive Unit」という。)16を備えている。吸入量制御弁30およびサプライポンプ12は、一体のポンプユニット17を構成している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Configuration of fuel injection device)
First, a fuel injection device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view showing a
燃料タンク11は常圧の燃料を蓄えている。燃料タンク11の内部の燃料は、図示しない低圧ポンプにより吸入配管部21を経由して吸入量制御弁30へ供給される。サプライポンプ12は、図示しないプランジャが往復移動することにより、図示しない加圧室に吸入した燃料を加圧する。サプライポンプ12では、加圧室へ吸入される燃料の流量に応じて吐出される燃料の流量が変化する。プランジャは、図示しないディーゼルエンジンのクランクシャフトによって駆動力が伝達される。サプライポンプ12で加圧された燃料は、コモンレール13へ吐出される。サプライポンプ12の吐出側には、燃料配管部22が接続している。燃料配管部22は、サプライポンプ12とコモンレール13とを接続している。
The
コモンレール13は、燃料配管部22と接続され、サプライポンプ12で加圧された燃料を蓄圧状態で蓄える。コモンレール13には、ディーゼルエンジンの各気筒へ燃料を噴射するインジェクタ14が気筒数に応じて接続している。コモンレール13に蓄圧状態で蓄えられた燃料は、インジェクタ14から噴射される。サプライポンプ12、コモンレール13およびインジェクタ14には還流配管部23が接続している。サプライポンプ12、コモンレール13およびインジェクタで余剰となった燃料は、還流配管部23を経由して燃料タンク11へ戻される。
The
ECU15は、例えばCPU、ROMおよびRAMを有するマイクロコンピュータで構成されている。CPUは、ROMに格納されているコンピュータプログラムにしたがって燃料噴射装置10をはじめとするディーゼルエンジンシステムの全体を制御する。ECU15は、入力側の回路に圧力センサ24、アクセルセンサ25および回転数センサ26などが接続している。圧力センサ24は、コモンレール13に設けられている。圧力センサ24は、コモンレール13に蓄えられている燃料の実圧力を検出する。以下、コモンレール13に蓄えられている燃料の実際の圧力は「実レール圧」と称する。
The
圧力センサ24は、検出した実レール圧を電気信号としてECU15へ出力する。アクセルセンサ25は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出する。アクセルセンサ25は、検出したアクセルペダルの踏み込み量Acを電気信号としてECU15へ出力する。回転数センサ26は、図示しないディーゼルエンジンのクランクシャフトの回転数を検出する。回転数センサ26は、検出したディーゼルエンジンの回転数Neを電気信号としてECU15へ出力する。
The
ECU15は、例えば回転数センサ26で検出したディーゼルエンジンの回転数Ne、EDU16に出力したインジェクタ14からの燃料噴射量Qf、およびアクセルセンサ25で検出したアクセルペダルの踏み込み量Acなどから、ディーゼルエンジンの運転状態を検出する。ECU15は、検出したディーゼルエンジンの運転状態に応じてインジェクタ14から噴射される燃料の噴射量を設定する。ECU15は、設定した燃料の噴射量に基づいて、コモンレール13において必要となる燃料の圧力を設定する。以下、ECU15がディーゼルエンジンの運転状態に応じて、コモンレール13における燃料の圧力として設定する値を「目標レール圧」と称する。
The
ECU15は、出力側の回路にリリーフ弁27、吸入量制御弁30およびEDU16などが接続している。リリーフ弁27は、コモンレール13に設けられている。リリーフ弁27は、圧力センサ24で検出したコモンレール13の実レール圧が所定の上限値よりも高くなると開弁する。これにより、コモンレール13の耐圧性が確保されている。リリーフ弁27の開弁にともなって排出された燃料は、還流配管部23を経由して燃料タンク11へ戻される。吸入量制御弁30は、ECU15から出力された制御電流に基づいてサプライポンプ12へ供給する燃料の流量を制御する。EDU16は、インジェクタ14の電磁弁18に接続している。EDU16は、ECU15から出力された駆動信号に基づいてインジェクタ14の電磁弁18へ駆動信号を出力する。インジェクタ14は、EDU16から出力された駆動信号に基づいて電磁弁18が駆動され、燃料の噴射が断続される。その結果、インジェクタ14は、コモンレール13に蓄えられている燃料をディーゼルエンジンの各気筒へ噴射する。
ECU15は、特許請求の範囲における圧力設定手段を構成し、圧力センサ24とともに圧力検出手段を構成している。これにより、ECU15は、摺動状態検出手段を構成している。また、ECU15は、特許請求の範囲における不良解消制御手段を構成している。
In the
The
次に、吸入量制御弁30の構成について詳細に説明する。
吸入量制御弁30は、図2に示すようにケース31、弁部材32および電磁駆動部50から構成されている。本実施形態の場合、吸入量制御弁30は電磁駆動部50への電力の供給が停止されているとき、燃料の流れが許容されるノーマリーオープンタイプである。ケース31の内径は、弁部材32の外径よりもやや大きい。これにより、ケース31と弁部材32との間にはわずかな隙間が形成され、弁部材32はケース31に摺動可能に保持される。
Next, the configuration of the intake
As shown in FIG. 2, the intake
ケース31は、略円筒状に形成され、内部に弁部材32を往復摺動可能に収容している。ケース31は、筒状の側壁を径方向へ貫く第一開口部としての開口部33を有している。開口部33は、ケース31の周方向に複数設けられている。開口部33は、図示しない通路部を経由してサプライポンプ12の加圧室に接続している。ケース31は、軸方向において一方の端部すなわち燃料タンク11側の端部が開放されている。この開放しているケース31の端部は、吸入配管部21を経由して燃料タンク11に接続している。
The
弁部材32は略円筒形状に形成され、ケース31の内部に軸方向へ摺動可能に収容されている。筒状の弁部材32は、内周側に燃料通路34を形成している。弁部材32は、筒状の側壁を径方向に貫くポート35を有している。また、弁部材32は、外壁側にポート35の外周側の端部に接続する燃料溝36を有している。ポート35および燃料溝36は、弁部材32の周方向に複数設けられている。ポート35および燃料溝36は、特許請求の範囲の第二開口部を構成している。弁部材32が軸方向すなわち図2の左右方向へ移動することにより、燃料溝36と開口部33とが重なり合う面積が変化する。燃料溝36と開口部33との重なり合う面積が変化することにより、燃料通路34から開口部33へ流入する燃料が通過可能な開口面積が変化する。その結果、弁部材32の軸方向の位置に応じて、全開から全閉まで吸入量制御弁30を通過する燃料の流量は変化する。
The
ケース31の内側には、ブッシュ37およびスプリング38が設けられている。ブッシュ37は、ケース31の燃料タンク11側の端部に固定されている。ブッシュ37は、弁部材32のスプリング38とは反対側の端部に接触可能である。弁部材32は、ブッシュ37に接することにより燃料タンク11側への移動が制限される。スプリング38は、ケース31と弁部材32との間に形成されるスプリング室39に収容されている。スプリング38は、軸方向の一方の端部が弁部材32のブッシュ37とは反対側の端部に接し、他方の端部がケース31の底部41に接している。ケース31の底部41は、筒状のケース31の燃料タンク11とは反対側を塞いでいる。スプリング38は軸方向へ伸びる力を有している。これにより、弁部材32は、スプリング38によってブッシュ37側へ押し付けられている。
A
電磁駆動部50は、ステータ51およびコイル52を有している。ステータ51は、磁性体で形成されている。ケース31および弁部材32も磁性体で形成されている。コイル52は、ケース31とステータ51との間に設けられている。コイル52は、例えば樹脂などの絶縁体からなるスプール53に巻かれている。ECU15から出力された制御電流は、ターミナル54を経由してコイル52へ供給される。ECU15からコイル52に通電されると、コイル52を囲むケース31およびステータ51に磁気回路が形成される。ケース31は軸方向の一部に薄肉部42に有しているため、磁気回路を流れる磁束の一部は弁部材32に漏れる。これにより、コイル52に通電すると、ケース31において薄肉部42の底部41側に形成される吸引部43と弁部材32との間には磁気吸引力が発生する。
The
上述のようにコイル52に通電すると、吸引部43と弁部材32との間には磁気吸引力が発生する。そのため、弁部材32はスプリング38の押し付け力に抗して吸引部43側へ移動する。弁部材32が吸引部43側へ移動することにより、燃料溝36と開口部33とが重なり合う面積が減少する。これにより、サプライポンプ12へ供給される燃料は、流量が低減する。そして、コイル52への制御電流が最大となったとき、サプライポンプ12への燃料の供給は停止される。
When the
一方、コイル52への通電が停止されると、吸引部43と弁部材32との間の磁気吸引力は消滅する。そのため、弁部材32は、スプリング38の押し付け力によってブッシュ37側へ移動する。弁部材32がブッシュ37側へ移動することにより、燃料溝36と開口部33とが重なり合う面積が増大する。これにより、サプライポンプ12へ供給される燃料は、流量が増大する。そして、コイル52への制御電流が0となったとき、サプライポンプ12へ供給される燃料の流量は最大となる。
On the other hand, when the energization to the
このように、コイル52へ供給する制御電流が変化することにより、弁部材32に加わる磁気吸引力は変化する。弁部材32は、磁気吸引力とスプリング38の押し付け力とが釣り合った位置で停止する。したがって、コイル52へ供給する制御電流が変化することにより、燃料溝36と開口部33とが重なり合う面積が変化し、サプライポンプ12へ供給される燃料の量が変化する。サプライポンプ12へ供給される燃料の流量が変化することにより、コモンレール13における燃料の圧力が変化する。すなわち、ECU15は、各種のパラメータに基づいて設定した制御電流によって吸入量制御弁30を制御することにより、サプライポンプ12からコモンレール13へ吐出される燃料の流量およびコモンレール13における燃料の圧力を制御している。
Thus, the magnetic attraction force applied to the
次に、上記の構成による燃料噴射装置10の作動について説明する。
(摺動不良検出)
まず、吸入量制御弁30のケース31と弁部材32との摺動不良の検出について図3に基づいて説明する。ECU15は、ROMに格納されているコンピュータプログラムにしたがって摺動不良の検出を実施する。ECU15は、燃料噴射装置10を搭載する車両のイグニッションスイッチがオンされ、図示しないバッテリから電源が供給されると起動する。ECU15は、この起動時または起動後の所定の時期に摺動不良の判定を実施する。また、ECU15は、イグニッションスイッチがオフされた後に、摺動不良の判定を実施し、その後に電源をオフする構成としてもよい。
Next, the operation of the
(Sliding failure detection)
First, detection of a sliding failure between the
摺動不良の検出が開始されると、ECU15は初期値を0に設定する(S101)。ここで、ECU15が設定する初期値は、偏差大判定回数Nおよび判定時間間隔DTである。したがって、ECU15は、N=0およびDT=0に設定する。偏差大判定回数Nおよび判定時間間隔DTについては後述する。
ECU15は、ステップS101において初期値を設定すると、判定時間間隔DTのカウントを一つ進める(S102)。すなわち、ECU15は、DT=DT+1に設定する。このように、図3に示す摺動不良の検出が実施されるごとに、判定時間間隔DTのカウントが「1」ずつ進められる。
When the detection of the sliding failure is started, the
When the
ECU15は、ステップS102において判定時間間隔DTのカウントを進めると、燃料噴射装置10が搭載されたディーゼルエンジンの運転条件を判定する(S103)。すなわち、ECU15は、ディーゼルエンジンの運転条件が吸入量制御弁30の摺動不良の検出に適した安定状態にあるか否かを判定する。摺動不良の検出を実施する場合、サプライポンプ12からコモンレール13へ吐出される燃料の流量が変更される。そのため、ディーゼルエンジンが例えば高負荷状態、加速状態あるいは減速状態などにあるとき、摺動不良を検出して摺動不良解消制御を実施すると、コモンレール13へ吐出される燃料の流量が急変し、コモンレール13における実レール圧が不足したり過大となるおそれがある。そこで、ECU15は、摺動不良の検出を実施するに先立って、ディーゼルエンジンが安定した運転状態にあるか否かを判定する。
When the
ECU15は、例えば回転数センサ26で検出したディーゼルエンジンの回転数Ne、EDU16に出力したインジェクタ14からの燃料噴射量Qf、およびアクセルセンサ25で検出したアクセルペダルの踏み込み量Acなどから、ディーゼルエンジンが安定した運転状態にあるか否かを判定する。具体的には、回転数Neが所定の下限Ne1と上限Ne2との間にあり、燃料噴射量Qfが所定の下限Qf1と上限Qf2との間にあり、アクセルペダルの踏み込み量Acが所定の下限Ac1と上限Ac2との間にあるような場合、ECU15はディーゼルエンジンが安定した運転状態であると判定する。なお、ディーゼルエンジンの運転状態の判定に回転数Ne、燃料噴射量Qfおよび踏み込み量Acを適用する例を示したが、これらは例示であってECU15は他の種々の要素も含めてディーゼルエンジンの運転状態を判定してもよい。
The
ECU15は、ステップS103においてディーゼルエンジンが安定した運転状態でないと判定したとき、ステップS102にリターンし、ステップS102以降を繰り返して実施する。
When the
ECU15は、ステップS103においてディーゼルエンジンが安定した運転状態であると判定すると、目標レール圧の条件判定を実施する(S104)。すなわち、ECU15は、ディーゼルエンジンの運転状態が安定し、かつコモンレール13における目標レール圧の変化が所定の範囲内であるか否かを判定する。ディーゼルエンジンの運転状態が安定していても、例えばサプライポンプ12からの燃料吐出量の変化などによって目標レール圧が変化するおそれがある。そこで、ECU15は、目標レール圧の変化が所定の範囲内であるか否かを判定する。具体的には、ECU15は、現在設定されている目標レール圧Pf(i)と、前回の処理の流れで設定されていた目標レール圧Pf(i−1)との差の絶対値が、所定の所定値Pfdより小さいか否かを算出する。
ECU15は、目標レール圧の差の絶対値が所定値Pfdよりも小さいとき、目標レール圧が安定していると判定する。一方、ECU15は、目標レール圧の差の絶対値が所定値Pfd以上であるとき、目標レール圧は安定していないと判定し、ステップS102へリターンする。
When the
The
ECU15は、ステップS104で目標レール圧が安定していると判定すると、実レール圧および目標レール圧から偏差大判定を実施する(S105)。すなわち、ECU15は、圧力センサ24で検出したコモンレール13の実レール圧NPc(i)と、ディーゼルエンジンの運転状態に応じて設定している目標レール圧Pf(i)との偏差を算出する。そして、ECU15は、算出した実レール圧NPc(i)と目標レール圧Pf(i)との差の絶対値が所定値Pcdより大きいとき、実レール圧と目標レール圧との偏差が大であると判定する。なお、目標レール圧は、ディーゼルエンジンの運転状態に応じて設定する値に限らず、摺動不良の検出のためにECU15が所定値を設定する構成としてもよい。
When
上述のように吸入量制御弁30は、弁部材32がケース31に支持されて摺動している。そのため、弁部材32とケース31との間には、わずかな隙間が確保されている。一方、燃料タンク11から吸入量制御弁30に流入した燃料は、一部がポート35および開口部33を経由してサプライポンプ12へ流出し、その残りがスプリング室39に滞留する。そのため、燃料に微細な異物が含まれている場合、その異物は燃料とともにスプリング室39に滞留しやすくなる。この燃料に含まれる異物が何らかの原因により弁部材32とケース31との間の隙間に侵入すると、弁部材32とケース31との間の摺動抵抗が増大する。また、近年では、ディーゼルエンジンの燃料として植物油など石油を由来としない燃料が用いられつつある。そのため、燃料に含まれる添加物や燃料そのものの物性によっては、弁部材32とケース31との間の摺動抵抗が増大し、弁部材32の円滑な摺動を妨げるおそれがある。
As described above, the suction
このように、摺動抵抗の増大によって、弁部材32とケース31との円滑な摺動が妨げられると、ECU15から吸入量制御弁30のコイル52へ出力した制御電流に対し、吸入量制御弁30からサプライポンプ12へ供給される燃料の流量の精度が低下する。コモンレール13の実レール圧は、サプライポンプ12から供給される燃料の流量すなわち吸入量制御弁30からサプライポンプ12へ供給される燃料の流量によって決定される。
As described above, when the sliding resistance increases and the smooth sliding between the
したがって、弁部材32とケース31との間に摺動不良が生じていると、吸入量制御弁30による燃料の流量の制御性が悪化し、サプライポンプ12からコモンレール13へ吐出される燃料の流量、ひいてはコモンレール13の実レール圧の制御性が悪化する。そこで、ECU15は、圧力センサ24で検出した実レール圧NPc(i)と設定した目標レール圧Pf(i)との差の絶対値すなわち偏差を算出し、その偏差が所定値Pfdよりも大きいとき、偏差が大であると判定し、摺動不良が生じている可能性が高いと判定する。
Therefore, if a sliding failure occurs between the
ECU15は、ステップS105において実レール圧NPc(i)と目標レール圧Pf(i)との偏差がPcdよりも大きいと判定すると、偏差大判定回数Nのカウントを一つ進める(S106)。ここで、偏差大判定回数Nとは、ステップS105において実レール圧と目標レール圧との偏差が大であると判定された回数を意味する。一方、ECU15は、ステップS105において算出した偏差がPcd以下であると判定すると、ステップS102へリターンする。
ECU15は、ステップS106において偏差大判定回数Nのカウントが一つ進められると、カウントされた偏差大判定回数Nが所定値N1より多くなったか否かを判定する(S107)。ECU15は、ステップS107において偏差大判定回数Nが所定値N1以下であるとき、ステップS102へリターンする。
If the
When the count of the large deviation determination number N is incremented by one in step S106, the
ECU15は、ステップS107において偏差大判定回数Nが所定値N1より大きいと判定すると、判定時間間隔DTが所定値DT1より短いか否かを判定する(S108)。上述のように弁部材32とケース31との間に摺動不良が生じた場合、吸入量制御弁30からサプライポンプ12へ供給される燃料の流量精度が悪化し、コモンレール13の実レール圧と目標レール圧との偏差が大きくなる。一方、摺動不良が生じているとき、この実レール圧と目標レール圧との偏差が大きくなる期間は増大する。すなわち、摺動不良が生じているとき、実レール圧と目標レール圧との偏差が大きくなる現象は一時的ではなく継続して生じる。そのため、偏差大判定回数Nが所定値N1よりも大きくなるまでの判定時間間隔DTが所定値DT1よりも短いとき、短期間に継続して吸入量制御弁30の摺動不良が生じていると考えられる。
If the
したがって、ECU15は、ステップS108において判定時間間隔DTが所定値DT1よりも短いとき、吸入量制御弁30に摺動不良が生じていると判定する(S109)。一方、ECU15は、判定時間間隔DTが所定値DT1以上となるとき、摺動不良が継続していない、あるいは摺動不良が解消されたと判定し、最初すなわちステップS101から処理を繰り返す。
Therefore, when the determination time interval DT is shorter than the predetermined value DT1 in step S108, the
なお、上述の摺動不良の検出では、偏差大判定回数Nが所定値N1より大きくなる判定時間間隔DTが所定値DT1よりも短いとき、吸入量制御弁30の摺動不良の発生を検出する例について説明した。しかし、判定時間間隔DTが所定値DT1に達したときに、偏差大判定回数Nが所定値N1に達していると、摺動不良の発生を検出する構成としてもよい。
In the above-described detection of the sliding failure, when the determination time interval DT at which the large deviation determination count N is greater than the predetermined value N1 is shorter than the predetermined value DT1, the occurrence of a sliding failure of the intake
以上の手順により、吸入量制御弁30の弁部材32とケース31との間に生じる摺動不良が検出される。吸入量制御弁30の摺動不良は、ECU15で設定した目標レール圧と圧力センサ24で検出した実レール圧との偏差から検出される。ECU15および圧力センサ24は、燃料噴射装置10に常に設けられている。そのため、部品の追加を招くことなく、吸入量制御弁30の摺動不良を早期に検出することができる。
By the above procedure, a sliding failure occurring between the
(摺動不良解消制御の第1実施形態)
ECU15は、上述の手順によって吸入量制御弁30に摺動不良が生じていると判定すると、摺動不良を解消するために、図4に示す手順にしたがって摺動不良解消制御を実施する。
ECU15は、上述の図3に示す手順によって吸入量制御弁30に摺動不良が生じているか否かを判定する(S201)。ECU15は、吸入量制御弁30に摺動不良が生じていないと判定すると、最初から処理を繰り返す。ECU15は、吸入量制御弁30に摺動不良が生じていると判定すると、フィードバック制御の制御ゲインを増大させる(S202)。
(First embodiment of sliding failure elimination control)
When the
The
図5に示すように、ECU15では、実レール圧および目標レール圧に基づいて比例項P、積分項Iおよび微分項Dを算出し、実レール圧と目標レール圧との圧力偏差に基づいて燃料吐出量を変換している。すなわち、ECU15は、サプライポンプ12すなわち吸入量制御弁30からの燃料の吐出量をフィードバック制御している。そして、ECU15は、変換した燃料吐出量に、インジェクタ14における燃料の噴射量、ならびにインジェクタ14およびコモンレール13からの燃料の漏れ量などを加味して、燃料の吐出量を制御電流に変換している。その結果、ECU15は、吸入量制御弁30へ出力する目標となる制御電流Ipを算出している。
As shown in FIG. 5, the
ここで、ECU15は、実レール圧および目標レール圧に基づいて算出した比例項P、積分項Iおよび微分項Dの制御ゲインを増大させる。具体的には、ECU15は、算出した比例項の制御ゲインGpに増大ゲインGpdを加えて新たな比例項の制御ゲインGpを設定する。同様に、ECU15は、算出した積分項の制御ゲインGiに増大ゲインGidを加えて新たな積分項の制御ゲインGdを設定し、微分項の制御ゲインGdに増大ゲインGddを加えて新たなGdを設定する。
Here, the
ECU15は、ステップS202において制御ゲインを増大させると、再び吸入量制御弁30の摺動不良が解消したか否かを判定する(S203)。ECU15は、ステップS203において吸入量制御弁30の摺動不良が解消したと判定すると、最初から処理を繰り返す。一方、ECU15は、ステップS203において吸入量制御弁30の摺動不良が解消していないと判定すると、ステップS202において増大された制御ゲインが許容範囲内にあるか否かを判定する(S204)。
When the control gain is increased in step S202, the
制御ゲインを増大させることにより、ECU15から吸入量制御弁30に出力される制御電流が増大する。そのため、弁部材32と吸引部43との間に発生する磁気吸引力が大きくなり、弁部材32の移動力および移動量は増大する。これにより、ケース31と弁部材32との間の摺動不良が解消されやすくなる。摺動不良が解消されると、ステップS203において吸入量制御弁30の摺動不良が検出されない。制御ゲインを増大するにしたがって摺動不良の解消は促進される。一方、制御ゲインを無制限に増大させると、弁部材32に過大な移動が生じたり、弁部材32に過大な力が加わり、吸入量制御弁30の損傷などを招くおそれがある。
By increasing the control gain, the control current output from the
そこで、ECU15は、制御ゲインを増大させつつ、ステップS204において、増大された制御ゲインが許容範囲の上限以上であるか否かを判定している。ECU15は、ステップS204において制御ゲインが許容範囲の上限より小さいとき、ステップS202にリターンし、さらに制御ゲインを増大させる。すなわち、ECU15は、吸入量制御弁30の摺動不良が解消しないとき、制御ゲインが許容範囲の上限に達するまで制御ゲインを増大させる。
Therefore, the
一方、ECU15は、ステップS204において、増大された制御ゲインが許容範囲の上限以上であると判定したとき、フィードバック制御の制御ゲインを減少させる(S205)。ECU15は、算出した比例項の制御ゲインGpから減少ゲインGpdを減じて新たな比例項の制御ゲインGpを設定し、積分項の制御ゲインGiから減少ゲインGidを減じて新たな積分項の制御ゲインGiを設定し、微分項の制御ゲインGdから減少ゲインGddを減じて新たな微分項の制御ゲインGdを設定する。
On the other hand, when the
ECU15は、ステップS205において制御ゲインを減少させると、再び吸入量制御弁30の摺動不良が解消したか否かを判定する(S206)。ECU15は、ステップS206において吸入量制御弁30の摺動不良が解消したと判定すると、最初から処理を繰り返す。一方、ECU15は、ステップS206において吸入量制御弁30の摺動不良が解消していないと判定すると、減少された制御ゲインが許容範囲内にあるか否かを判定する(S207)。
When the control gain is decreased in step S205, the
制御ゲインを減少させることにより、ECU15から吸入量制御弁30に出力される制御電流が減少する。そのため、弁部材32と吸引部43との間に発生する磁気吸引力が小さくなり、弁部材32の移動量は減少する。このように、制御ゲインの増減にともなう弁部材32の移動力や移動量の増減などにより、ケース31と弁部材32との間の摺動不良は解消されやすくなる。摺動不良が解消されると、ステップS206において吸入量制御弁30の摺動不良が検出されない。一方、制御ゲインを無制限に減少させると、燃料の流量の制御は困難になるおそれがある。
By reducing the control gain, the control current output from the
そこで、ECU15は、制御ゲインを減少させつつ、ステップS207において、減少された制御ゲインが許容範囲の下限以下であるか否かを判定している。ECU15は、ステップS207において制御ゲインが許容範囲の下限より大きいとき、ステップS205にリターンし、さらに制御ゲインを減少させる。すなわち、ECU15は、吸入量制御弁30の摺動不良が解消しないとき、制御ゲインが許容範囲の下限に達するまで制御ゲインを減少させる。
Therefore, the
ECU15は、ステップS207において、減少された制御ゲインが許容範囲の下限以下であると判定したとき、吸入量制御弁30の摺動不良が解消せず、吸入量制御弁30を含むサプライポンプ12の故障と判定する(S208)。そして、ECU15は、故障判定を記憶し(S209)、フェイルセーフ処置を実施する(S210)。ECU15は、例えば随時書き込み可能な不揮発性のメモリなどに故障判定を記憶させる。また、ECU15は、フェイルセーフ処置として、例えば車両のダッシュボードに燃料系統の故障を表示したり、その他の聴覚的あるいは視覚的な警告により、車両の搭乗者に故障を警告する。さらに、ECU15は、フェイルセーフ処置として、例えば車両の最低限の走行を確保するいわゆるリンプホーム処置を実施してもよい。
When the
以上のように摺動不良解消制御の第1実施形態では、ECU15から吸入量制御弁30へ出力する制御電流をフィードバック制御する場合、フィードバックゲインのゲイン量を増減している。これにより、吸入量制御弁30のケース31と弁部材32との摺動を促進し、摺動不良の解消を図っている。また、弁部材32の移動量または移動力の少なくともいずれかを増大した後、これを減少させることにより、弁部材32とケース31との摺動不良を解消した後、弁部材32の移動量または移動力の少なくともいずれかを最適な値となるまで減少させることができる。したがって、インジェクタ14へ供給される燃料の圧力低下などの影響が生じる前に、迅速に摺動不良を解消することができる。
As described above, in the first embodiment of the sliding failure elimination control, when the control current output from the
(摺動不良制御の第2実施形態)
第2実施形態では、ECU15は、第1実施形態における制御ゲインの変更に変えて、図6に示す流れにしたがってパルス状の制御電流のデューティアシスト量を変更している。以下、第2実施形態では、第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態と共通する事項の説明を省略する。
(Second embodiment of sliding failure control)
In the second embodiment, the
ECU15は、上述の図3に示す手順によって吸入量制御弁30に摺動不良が生じているか否かを判定する(S301)。そして、ECU15は、摺動不良が生じていないときは最初から処理を繰り返し、摺動不良が生じている判定すると駆動電流のデューティアシスト量を増大させる(S302)。
The
ECU15は、図5に示す論理回路で算出または設定された制御電流Ipに基づいて、図7に示すように吸入量制御弁30の制御電流の制御パルスを生成している。具体的には、ECU15は、回転数センサ26から出力されるパルス状の回転パルスからサプライポンプ12における燃料吸入周期を算出し、算出した燃料吸入周期に基づいて吸入量制御弁30に出力する制御電流の周期を算出する。そして、ECU15は、算出した制御電流の周期からパルス状の制御信号のデューティ比を算出する。ECU15は、目標となる制御電流Ipおよび算出したデューティ比から、デューティアシスト量を演算し、最終的な制御パルスを生成して吸入量制御弁30へ出力する。
Based on the control current Ip calculated or set by the logic circuit shown in FIG. 5, the
ここで、ECU15は、演算したデューティアシスト量Dasに基づいて制御電流のデューティDすなわちオン期間を変更する。図8(A)に示すように、制御電流は、周期的にオンおよびオフを繰り返すパルス状に設定されている。この図8(A)に示すように、パルス状の制御電流の立ち上がりから次の立ち上がりまでの期間が制御電流周期である。また、制御電流の立ち上がりから立ち下りまでの期間がオン期間である。通常の制御電流は、上述の図8(A)で示すように一定の周期でオンおよびオフを繰り返す。
Here, the
一方、例えば目標レール圧の変更などにともなってECU15から吸入量制御弁30へ出力される制御電流が変化するとき、いわゆる過渡期では、図8(B)に示すように制御電流のオン期間がDu1からDu2へ変化する。図8(B)では、制御電流が増大するときの過渡期を例に示している。制御電流のオン期間がDu1からDu2に変化するにしたがって、制御電流の周期も変化する。ECU15は、パルス状の制御電流に設定されたデューティアシスト量Dasを加えることにより、制御電流のオン期間を延長する。特に、第2実施形態の場合、ECU15は、制御電流のオン期間がDu1からDu2へ変化する過渡期にデューティアシスト量Dasを加えている。
On the other hand, when the control current output from the
ECU15は、ステップS302においてデューティアシストを実施すると、吸入量制御弁30の摺動不良が解消したか否かを判定する(S303)。ECU15は、ステップS303において吸入量制御弁30の摺動不良が解消したと判定すると、最初から処理を繰り返す。一方、ECU15は、ステップS303において吸入量制御弁30の摺動不良が解消していないと判定すると、デューティアシストが実施されたオン期間が許容範囲内にあるか否かを判定する(S304)。
When the duty assist is performed in step S302, the
デューティアシストを実施することにより、ECU15から吸入量制御弁30へ出力される制御電流の平均値が増大する。そのため、弁部材32に加わる移動力および弁部材32の移動量は増大する。これにより、ケース31と弁部材32との間の摺動不良の解消は促進されるものの、弁部材32および電磁駆動部50に加わる負荷が大きくなる。そこで、ECU15は、デューティアシストを実施しつつ、ステップS304において、デューティアシスト量が許容範囲の上限以上であるか否かを判定している。ECU15は、ステップS304においてデューティアシスト量が許容範囲の上限より小さいとき、ステップS302にリターンし、デューティアシスト量を増大させる。すなわち、ECU15は、吸入量制御弁30の摺動不良が解消しないとき、デューティアシスト量が許容範囲の上限に達するまでデューティアシスト量を増大させる。
By performing duty assist, the average value of the control current output from the
一方、ECU15は、ステップS304において、デューティアシスト量が許容範囲の上限以上であると判定したとき、デューティアシスト量を減少させる(S305)。ディーティアシスト量を減少させる場合も、過渡期におけるデューティアシスト量Dasのみを変更する構成としてもよい。ECU15は、デューティアシスト量を減少させることにより、制御電流のオン期間を短縮する。ECU15は、ステップS305においてデューティアシスト量を減少させると、再び吸入量制御弁30の摺動不良が解消したか否かを判定する(S306)。ECU15は、ステップS207において吸入量制御弁30の摺動不良が解消したと判定すると、最初から処理を繰り返す。一方、ECU15は、ステップS306において吸入量制御弁30の摺動不良が解消していないと判定すると、デューティアシストが実施されたオン期間が許容範囲内にあるか否かを判定する(S307)。
On the other hand, when the
デューティアシストを実施させることにより、ECU15から吸入量制御弁30に出力される制御電流の平均値が減少する。そのため、ケース31と弁部材32との間の摺動不良の解消は促進されるものの、弁部材32および電磁駆動部50に加わる負荷が大きくなる。そこで、ECU15は、デューティアシストを実施しつつ、ステップS307において、デューティアシスト量が許容範囲の下限以下であるか否かを判定している。ECU15は、ステップS306においてデューティアシスト量が許容範囲の下限より大きいとき、ステップS305にリターンし、デューティアシスト量を減少させる。すなわち、ECU15は、吸入量制御弁30の摺動不良が解消しないとき、デューティアシスト量が許容範囲の下限に達するまでデューティアシスト量を減少させる。
ECU15は、ステップS307において、デューティアシスト量が許容範囲の下限以下であると判定したとき、摺動不良が解消せず、吸入量制御弁30を含むサプライポンプ12の故障と判定する(S308)。そして、ECU15は、故障判定を記憶し(S309)、フェイルセーフ処置を実施する(S310)。
By performing the duty assist, the average value of the control current output from the
When the
以上のように摺動不良解消制御の第2実施形態では、ECU15から吸入量制御弁30へ出力する制御電流をフィードバック制御する場合、デューティアシストを実施することによりパルス状の制御電流のオン期間を伸縮している。これにより、吸入量制御弁30のケース31と弁部材32との摺動を促進し、摺動不良の解消を図っている。したがって、インジェクタ14へ供給される燃料の圧力低下などの影響が生じる前に、迅速に摺動不良を解消することができる。
As described above, in the second embodiment of the sliding failure elimination control, when the control current output from the
(摺動不良制御の第3実施形態)
第3実施形態では、ECU15は、第1実施形態における制御ゲインの変更に変えて、図9に示すようにパルス状の制御電流のデューティ周波数を変更している。以下、第3実施形態では、第1実施形態または第2実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態または第2実施形態と共通する説明を省略する。
(Third embodiment of sliding failure control)
In the third embodiment, the
ECU15は、上述の図3に示す手順によって吸入量制御弁に摺動不良が生じているか否かを判定する(S401)。そして、ECU15は、摺動不良が生じていないときは最初から処理を繰り返し、摺動不良が生じていると判定すると駆動電流のデューティ周波数を増大させる(S402)。
ECU15は、ステップS402において制御電流のデューティ周波数を増大させると、吸入量制御弁30の摺動不良が解消したか否かを判定する(S403)。ECU15は、ステップS403において吸入量制御弁30の摺動不良が解消したと判定すると、最初から処理を繰り返す。一方、ECU15は、ステップS403において吸入量制御弁30の摺動不良が解消していないと判定すると、デューティ周波数が許容範囲内にあるか否かを判定する(S404)。
The
When the duty frequency of the control current is increased in step S402, the
デューティ周波数を増大させることにより、ECU15から吸入量制御弁30へ出力される制御電流の平均値が増大する。そのため、弁部材32に加わる移動力および弁部材32の移動量は増大する。これにより、ケース31と弁部材32との間の摺動不良の解消は促進されるものの、弁部材32および電磁駆動部50に加わる負荷が大きくなる。そこで、ECU15は、デューティ周波数を変更しつつ、ステップS404において、デューティ周波数が許容範囲の上限以上であるか否かを判定している。ECU15は、ステップS404においてデューティ周波数が許容範囲の上限より小さいとき、ステップS402にリターンし、デューティ周波数を増大させる。すなわち、ECU15は、吸入量制御弁30の摺動不良が解消しないとき、デューティ周波数が許容範囲の上限に達するまでデューティ周波数を増大させる。
By increasing the duty frequency, the average value of the control current output from the
一方、ECU15は、ステップS404において、デューティ周波数が許容範囲の上限以上であると判定したとき、デューティ周波数を減少させる(S405)。ECU15は、ステップS405においてデューティ周波数を減少させると、再び吸入量制御弁30の摺動量が解消したか否かを判定する(S406)。ECU15は、ステップS406において吸入量制御弁30の摺動不良が解消したと判定すると、最初から処理を繰り返す。一方、ECU15は、ステップS406において吸入量制御弁30の摺動不良が解消していないと判定すると、デューティ周波数が許容範囲内にあるか否かを判定する(S407)。
On the other hand, when it is determined in step S404 that the duty frequency is equal to or higher than the upper limit of the allowable range, the
ECU15は、ステップS407においてデューティ周波数が許容範囲の下限より大きいとき、ステップS405にリターンし、デューティ周波数を減少させる。すなわち、ECU15は、吸入量制御弁30の摺動不良が解消しないとき、デューティ周波数が許容範囲の下限に達するまでデューティ周波数を減少させる。
ECU15は、ステップS407において、デューティ周波数が許容範囲の下限以下であると判定したとき、摺動不良が解消せず、吸入量制御弁30を含むサプライポンプ12の故障と判定する(S408)。そして、ECU15は、故障判定を記憶し(S409)、フェイルセーフ処置を実施する(S410)。
When the duty frequency is larger than the lower limit of the allowable range in step S407, the
When the
以上のように摺動不良解消制御の第3実施形態では、ECU15から吸入量制御弁30へ出力する制御電流をフィードバック制御する場合、デューティ周波数を増減している。これにより、吸入量制御弁30のケース31と弁部材32との摺動を促進し、摺動不良の解消を図っている。したがって、インジェクタ14へ供給される燃料の圧力低下などの影響が生じる前に、迅速に摺動不良を解消することができる。
As described above, in the third embodiment of the sliding failure elimination control, when the control current output from the
(摺動不良解消判定)
上述の摺動不良解消制御の複数の実施形態では、流れの所定の時期に吸入量制御弁30の摺動不良が解消したか否かを判定している。具体的には、図4に示す第1実施形態の場合、ステップS203およびステップS206において、吸入量制御弁30の摺動不良が解消したか否かを判定している。また、図6に示す第2実施形態の場合、ステップS303およびステップS306において、図9に示す第3実施形態の場合、ステップS403およびステップS406において、吸入量制御弁の摺動不良が解消したか否かを判定している。上記の吸入量制御弁30の摺動不良が解消したか否かの判定は、図3に示す摺動不良検出または図10に示す摺動不良解消判定の少なくとも一方が成立した場合に、これを判定するように構成してもよい。
(Sliding failure elimination judgment)
In the plurality of embodiments of the sliding failure elimination control described above, it is determined whether or not the sliding failure of the suction
したがって、ここでは、図10に基づいて摺動不良解消判定について説明する。図10に示す摺動不良解消判定は、図3に示す摺動不良検出と概ね同一の手順によって実施される。そのため、ここでは摺動不良検出との相違点を中心に説明し、共通点についての説明は省略する。
摺動不良解消の判定が開始されると、ECU15は初期値を0に設定する(S501)。ECU15が設定する初期値は、偏差大判定回数Nおよび判定時間間隔DTである。すなわち、ECU15は、N=0およびDT=0に設定する。
Therefore, here, the sliding failure elimination determination will be described based on FIG. The sliding failure elimination determination shown in FIG. 10 is carried out by substantially the same procedure as the sliding failure detection shown in FIG. Therefore, here, the difference from the sliding failure detection will be mainly described, and the description of the common points will be omitted.
When the determination to eliminate the sliding failure is started, the
ECU15は、ステップS501において初期値を設定すると、判定時間間隔DTのカウントを一つ進め、DT=DT+1に設定する(S502)。このように、図10に示す摺動不良解消の判定が実施されるごとに、判定時間間隔DTのカウントが「1」ずつ進められる。
When the
ECU15は、ステップS502において判定時間間隔DTのカウントを進めると、ディーゼルエンジンの運転条件を判定する(S503)。ECU15は、例えば回転数センサで検出したディーゼルエンジンの回転数Ne、燃料噴射量Qf、およびアクセルペダルの踏み込み量Acなどから、ディーゼルエンジンが安定した運転状態にあるか否かを判定する。
When the
ECU15は、ステップS503においてディーゼルエンジンが安定した運転状態であると判定すると、目標レール圧の条件判定を実施する(S504)。ECU15は、現在設定されている目標レール圧Pf(i)と、前回の流れで設定されていた目標レール圧Pf(i−1)との差の絶対値が、所定の所定値Pfdより大きいか否かを算出する。ECU15は、目標レール圧の差の絶対値が所定値Pfdよりも大きいとき、目標レール圧が摺動不良の解消の判定に適していると判定する。一方、ECU15は、目標レール圧の差の絶対値が所定値Pfd以下であるとき、目標レール圧は摺動不良の解消の判定に適していないと判定し、ステップS502へリターンする。
ECU15は、ステップS504で目標レール圧の変動が適切と判定すると、実レール圧および目標レール圧から偏差小判定を実施する(S505)。ECU15は、実レール圧NPc(i)と目標レール圧Pf(i)との差の絶対値が所定値Pcdより小さいとき、実レール圧と目標レール圧との偏差が小であると判定する。
When the
When the
図3に示す摺動不良の検出の場合、コモンレール13の実レール圧と目標レール圧との偏差が大きいとき、ECU15は吸入量制御弁30に生じている摺動不良を検出する。一方、図10に示す摺動不良解消の判定の場合、ECU15は吸入量制御弁30に生じている摺動不良が解消しているか否かを検出する。吸入量制御弁30の摺動不良が解消すると、吸入量制御弁30からサプライポンプ12へ供給される燃料の流量、およびサプライポンプ12からコモンレール13へ供給される燃料の流量は制御精度が向上する。そのため、コモンレール13の実レール圧は目標レール圧に近似し、実レール圧と目標レール圧との偏差は小さくなる。そこで、ECU15は、実レール圧NPc(i)と目標レール圧Pf(i)との偏差がPcdよりも小さいとき、偏差が小であると判定する。ここで設定されている偏差Pcdは、図3に示す摺動不良検出の場合と同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。
3, when the deviation between the actual rail pressure of the
ECU15は、ステップS505において実レール圧NPc(i)と目標レール圧Pf(i)との偏差がPcdよりも小さいと判定すると、偏差小判定回数Nのカウントを一つ進める(S506)。一方、ECU15は、ステップS505において算出した偏差がPcd以上であると判定すると、ステップS502へリターンする。
ECU15は、ステップS506において偏差小判定回数Nのカウントが一つ進められると、カウントされた偏差小判定回数Nが所定値N2よりも多くなったか否かを判定する(S507)。ECU15は、ステップS507において偏差小判定回数Nが所定値N2以下であるとき、ステップS502へリターンする。ここで、設定されている所定値N2は、図3に示す摺動不良検出で設定されている所定値N1と同一であってもよく、異なっていてもよい。
If the
When the count of the small deviation determination count N is incremented by one in step S506, the
ECU15は、ステップS507において偏差小判定回数NがN2よりも大きいと判定すると、判定時間間隔DTが所定値DT2より長いか否かを判定する(S508)。摺動不良が解消することにより、実レール圧と目標レール圧との偏差が小さくなる期間は継続する。すなわち、摺動不良が解消すると、実レール圧と目標レール圧との偏差が小さくなる現象は継続する。したがって、ECU15は、ステップS508において判定時間間隔DTが所定値DT2よりも長いとき、吸入量制御弁30の摺動不良は解消していると判定する(S509)。一方、ECU15は、判定時間間隔DTが所定値DT2以下となるとき、ステップS501にリターンする。ここで、判定時間間隔の所定値DT2は、図3に示す摺動不良検出の所定値DT1と同一であってもよく、異なっていてもよい。
If the
以上の手順により、吸入量制御弁30の弁部材32とケース31との間に生じる摺動不良が解消したか否かが判定される。
以上、説明したように、本願の一実施形態による燃料噴射装置10では、コモンレール13の実レール圧と目標レール圧とから吸入量制御弁30のケース31と弁部材32との摺動不良の有無が検出される。ECU15は、摺動不良が検出されると、吸入量制御弁30へ出力する制御電流を変更して摺動不良を解消を解消するための制御を実施する。ECU15は、摺動不良解消の制御を実施するごとに、摺動不良が解消したか否かを判定し、摺動不良の解消の制御を継続または終了する。したがって、早期に吸入量制御弁30を含むサプライポンプ12の異常を検出することができるとともに、異常が検出された際はコモンレール13に蓄えられている燃料の実レール圧が変化してインジェクタ14から噴射される燃料に影響が生じる前に、摺動不良を解消することができる。
By the above procedure, it is determined whether or not the sliding failure that occurs between the
As described above, in the
以上説明した本発明の一実施形態による燃料噴射装置10の吸入量制御弁30の場合、燃料タンク11の燃料が弁部材32の燃料通路34へ流入し、ポート35、燃料溝36および開口部33を経由してサプライポンプ12へ流出する例について説明した。しかし、燃料の流れは、一実施形態とは逆に、開口部33から燃料溝36およびポート35を経由して燃料通路34へ流入し、弁部材32の端部からサプライポンプ12へ流出する構成としてもよい。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
In the case of the intake
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
図面中、10は燃料噴射装置、11は燃料タンク、12はサプライポンプ、13はコモンレール、15はECU(摺動状態検出手段、不良解消制御手段、圧力設定手段、圧力検出手段)、24は圧力センサ(圧力検出手段)、30は吸入量制御弁、31はケース、32は弁部材、33は開口部(第一開口部)、35はポート(第二開口部)、36は燃料溝(第二開口部)を示す。 In the drawings, 10 is a fuel injection device, 11 is a fuel tank, 12 is a supply pump, 13 is a common rail, 15 is an ECU (sliding state detection means, defect elimination control means, pressure setting means, pressure detection means), and 24 is pressure. Sensor (pressure detection means), 30 is an intake amount control valve, 31 is a case, 32 is a valve member, 33 is an opening (first opening), 35 is a port (second opening), and 36 is a fuel groove (first 2 openings).
Claims (5)
前記サプライポンプの前記燃料タンク側に設けられ、側壁を貫く第一開口部が設けられている筒状のケース、および側壁を貫く第二開口部が設けられ前記ケースの内周側を軸方向へ摺動する筒状の弁部材を有し、前記第一開口部と前記第二開口部とが重なり合う面積によって前記燃料タンクから前記サプライポンプに吸入される燃料量を制御する吸入量制御弁と、を備える内燃機関の燃料噴射装置であって、
前記吸入量制御弁の前記ケースと前記弁部材との摺動状態を検出する摺動状態検出手段と、
前記摺動状態検出手段によって前記ケースと前記弁部材との摺動状態の不良が検出されると、前記ケースと前記弁部材との摺動状態の不良を解消する制御を実施する不良解消制御手段と、を備え、
前記摺動状態検出手段は、前記コモンレールにおける燃料の圧力を目標圧力として設定する圧力設定手段と、前記コモンレールにおける燃料の圧力を実圧力として検出する圧力検出手段とを有し、
前記摺動状態検出手段は、所定の期間内に、前記目標圧力と前記実圧力との差が所定値以上となる回数が複数回あると、前記ケースと前記弁部材との摺動状態が不良であると判定するとともに、
前記不良解消制御手段は、
前記吸入量制御弁に対する制御を前記弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかが増大する側へ予め設定された許容範囲の上限まで変更し、
前記吸入量制御弁に対する制御を前記弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかが増大する側へ前記許容範囲の上限まで変更しても摺動不良が解消していないと判定されたとき、前記吸入量制御弁に対する制御を前記弁部材の移動量または移動力の少なくともいずれかが減少する側へ予め設定された許容範囲の下限まで変更することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 A supply pump that pressurizes the fuel drawn from the fuel tank and supplies it to the common rail;
A cylindrical case provided on the fuel tank side of the supply pump and provided with a first opening passing through the side wall, and a second opening provided through the side wall provided in the axial direction on the inner peripheral side of the case A suction valve for controlling the amount of fuel sucked from the fuel tank into the supply pump by an area where the first opening and the second opening overlap, and having a sliding cylindrical valve member; A fuel injection device for an internal combustion engine comprising:
Sliding state detecting means for detecting a sliding state between the case and the valve member of the intake amount control valve;
When the sliding state detection means detects a failure in the sliding state between the case and the valve member, a failure elimination control means that performs control to eliminate the sliding state failure between the case and the valve member. and, with a,
The sliding state detection means includes pressure setting means for setting the fuel pressure in the common rail as a target pressure, and pressure detection means for detecting the fuel pressure in the common rail as an actual pressure,
The sliding state detecting means has a poor sliding state between the case and the valve member when the difference between the target pressure and the actual pressure is a predetermined value or more within a predetermined period. And determine that
The defect elimination control means includes
Change the control for the intake amount control valve to the upper limit of a preset allowable range to the side where at least one of the moving amount or moving force of the valve member increases,
When it is determined that the sliding failure has not been resolved even if the control for the intake amount control valve is changed to the upper limit of the allowable range to the side where at least one of the movement amount or the moving force of the valve member increases, The fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the control for the intake amount control valve is changed to a lower limit of a preset allowable range so that at least one of the movement amount and the movement force of the valve member decreases .
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