JP5637153B2 - Injection abnormality detection device and injector control device - Google Patents
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Description
本発明は、インジェクタの開閉弁を制御するインジェクタ制御装置の噴射異常を検出する噴射異常検出装置およびこの噴射異常検出装置を有するインジェクタ制御装置に関するものである。 The present invention relates to an injection abnormality detection device that detects an injection abnormality of an injector control device that controls an on-off valve of an injector, and an injector control device that includes the injection abnormality detection device.
従来、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタの開閉弁を制御するインジェクタ制御装置の噴射異常を検出する噴射異常検出装置に関する技術として、下記特許文献1に開示される自動車用エンジン制御装置の故障診断装置が知られている。この故障診断装置は、複数のインジェクタを通常状態に駆動してエンジンをアイドリング運転しているときに1つのインジェクタを停止させて、エンジンの運転状況が明らかに変化するときに当該停止インジェクタが正常であると判断し、エンジンの運転状況が変化しないときに当該停止インジェクタが異常であると判断する。
Conventionally, as a technique related to an injection abnormality detection device for detecting an injection abnormality of an injector control device that controls an on-off valve of an injector that injects fuel into an internal combustion engine, a failure diagnosis device for an automobile engine control device disclosed in
図10は、閉弁継続異常および開弁継続異常を区別可能な従来の噴射異常検出回路120の概略構成を示すブロック図である。図11は、閉弁継続異常および開弁継続異常を区別不能な従来の噴射異常検出回路130の概略構成を示すブロック図である。
ところで、インジェクタ制御装置に関する異常としては、例えば、断線等によりインジェクタが開弁状態に切り替わらずに閉弁状態が継続してしまう閉弁継続異常がある。このような異常が生じると、噴射する燃料が規定量よりも少なくなりトルク不足やラフアイドルとなってしまう。また、インジェクタ制御装置に関する異常として、例えば、グランドショート等によりインジェクタが閉弁状態に切り替わらずに開弁状態が継続してしまう開弁継続異常がある。このような異常が生じると、噴射する燃料が規定量よりも多い燃料過多状態になってしまう。なお、インジェクタ制御装置に関する異常としては、閉弁継続異常および開弁継続異常だけでなく、例えば、規定値を超える電流が駆動ドライバ等に流れる過電流異常等がある。
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional injection
By the way, as abnormality regarding an injector control apparatus, there exists valve-closing continuation abnormality which a valve-closing state continues, for example, without a injector switching to a valve-opening state by disconnection etc. When such an abnormality occurs, the amount of fuel to be injected is less than the specified amount, resulting in insufficient torque or rough idle. Further, as an abnormality related to the injector control device, for example, there is a valve opening continuation abnormality in which the valve opening state continues without the injector switching to the valve closing state due to a ground short or the like. When such an abnormality occurs, the fuel to be injected is in an excessive fuel state. The abnormality related to the injector control device includes not only the valve closing continuation abnormality and the valve opening continuation abnormality, but also, for example, an overcurrent abnormality in which a current exceeding a specified value flows to the drive driver or the like.
図10に示すエンジン制御ECU110は、インジェクタ100を駆動制御する電子装置であり、インジェクタ100の開閉弁状態を制御するドライバIC112と、このドライバIC112を制御するマイコン111とを備えている。ドライバIC112は、マイコン111から入力される駆動信号に応じて、インジェクタ100の低電位側に接続される駆動ドライバ114をドライバ制御部113によりオン/オフ制御する。さらに、インジェクタ100の高電位側に接続される図略の高電流用ドライバまたは定電流ドライバをオン/オフ制御(スイッチング制御)することで、インジェクタ100に対するバッテリBの電源電圧を利用した定電流制御等を実施することもできる。
An engine control ECU 110 shown in FIG. 10 is an electronic device that drives and controls the
このように構成されるドライバIC112について、閉弁継続異常および開弁継続異常のような異常を検出するためには、例えば、図10に例示する噴射異常検出回路120が必要となる。この噴射異常検出回路120は、開弁継続異常と区別するための閉弁継続異常検出レベル確定用の定電流源121と、閉弁継続異常検出用の高閾値コンパレータ122と、開弁継続異常検出用の低閾値コンパレータ123とを備えている。このような構成により、両コンパレータ122,123からの出力に応じて、閉弁継続異常と開弁継続異常とが区別して検出される。
For the driver IC 112 configured as described above, in order to detect an abnormality such as a valve closing continuation abnormality and a valve opening continuation abnormality, for example, the injection
ところで、近年のコストダウン要求から、噴射異常検出回路130を、例えば、図11に例示するように、定電流源121および高閾値コンパレータ122を廃止して低閾値コンパレータ123を有するように構成することができる。このように構成される場合には、低閾値コンパレータ123からの出力に応じて、エンジン制御ECU110に燃料系異常が生じていることを検出することができる。
By the way, due to a recent cost reduction request, the injection
しかしながら、低コスト化を図った噴射異常検出回路130では、燃料系異常が生じていることは検出できても、この燃料系異常が閉弁継続異常および開弁継続異常のいずれであるかを区別することができない。開弁継続異常は、燃料過多状態を招く異常であるため、燃料供給量が減る閉弁継続異常に対して、フェールセーフを実施する緊急性が高い異常であることから、低コスト化を図る場合であっても閉弁継続異常および開弁継続異常を区別できることが望ましい。
However, even if it is possible to detect that a fuel system abnormality has occurred, the injection
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成にてインジェクタ制御装置の噴射異常を検出し得る異常検出装置およびインジェクタ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an abnormality detection device and an injector control device capable of detecting an injection abnormality of the injector control device with a simple configuration. There is.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項1に記載の発明は、内燃機関に燃料を噴射する開弁状態と燃料噴射を停止する閉弁状態とを切り替えるインジェクタ(1〜4)に対してスイッチ手段(14)のオン/オフ制御に応じた定電流制御を実施することで当該インジェクタの開閉弁を制御するインジェクタ制御装置(10)の噴射異常を検出する噴射異常検出装置(30)であって、前記スイッチ手段のオン/オフ制御に応じて変化する前記インジェクタの低電位側の電圧を基準値と比較する比較手段(21)と、前記比較手段の比較結果に基づいて噴射異常が生じているか否かを判定する判定手段(11)と、排気ガスの空燃比に基づいてリーン状態が継続するリーン異常とリッチ状態が継続するリッチ異常のいずれかを検出する空燃比異常検出手段(11)と、前記判定手段により前記噴射異常が生じていると判定された後に前記空燃比異常検出手段により前記リーン異常が検出されると、前記インジェクタが開弁状態に切り替わらずに閉弁状態が継続される閉弁継続異常状態であることを検出し、前記判定手段により前記噴射異常が生じていると判定された後に前記空燃比異常検出手段により前記リッチ異常が検出されると、前記インジェクタが閉弁状態に切り替わらずに開弁状態が継続される開弁継続異常状態であることを検出する異常状態検出手段(11)と、を備え、前記スイッチ手段および前記比較手段は、ドライバIC(12)に含まれ、前記判定手段、前記空燃比異常検出手段および前記異常状態検出手段は、マイコン(11)に含まれることを特徴とする。
なお、特許請求の範囲および上記手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
In addition, the code | symbol in the parenthesis of a claim and the said means shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
請求項1の発明では、判定手段により噴射異常が生じていると判定された後に空燃比異常検出手段によりリーン異常が検出されると、閉弁継続異常状態であることが異常状態検出手段により検出される。また、判定手段により噴射異常が生じていると判定された後に空燃比異常検出手段によりリッチ異常が検出されると、開弁継続異常状態であることが異常状態検出手段により検出される。
In the first aspect of the invention, when the lean abnormality is detected by the air-fuel ratio abnormality detecting means after it is determined by the determining means that the injection abnormality has occurred, the abnormal state detecting means determines that the valve is continuously closed abnormally. Detected. Further, when the rich abnormality is detected by the air-fuel ratio abnormality detection means after the determination means determines that the injection abnormality has occurred, the abnormal state detection means detects that the valve opening continuation abnormal state.
噴射異常が生じていることに起因してリーン異常が検出されると、噴射する燃料が規定量よりも少なくなる状態、すなわち、閉弁状態が継続してしまう閉弁継続異常が生じる状態が想定される。このため、噴射異常が生じておりリーン異常が検出される場合に、閉弁継続異常を検出することができる。また、噴射異常が生じていることに起因してリッチ異常が検出されると、噴射する燃料が規定量よりも多い燃料過多状態、すなわち、開弁状態が継続してしまう開弁継続異常が生じる状態が想定される。このため、噴射異常が生じておりリッチ異常が検出される場合に、開弁継続異常を検出することができる。 When a lean abnormality is detected due to the occurrence of an injection abnormality, it is assumed that the fuel to be injected is less than the specified amount, that is, a state in which a valve closing continuation abnormality in which the valve closing state continues continues to occur. Is done. For this reason, when the injection abnormality has occurred and the lean abnormality is detected, the valve closing continuation abnormality can be detected. Further, when a rich abnormality is detected due to the occurrence of an injection abnormality, an excessive fuel state in which the amount of fuel to be injected exceeds a specified amount, that is, a valve opening continuation abnormality in which the valve opening state continues is generated. A state is assumed. For this reason, a valve opening continuation abnormality can be detected when an injection abnormality has occurred and a rich abnormality is detected.
特に、比較手段として、コンパレータ等のように基準値と比較する機能を有するように構成すればよいため、当該比較手段を簡素な素子等で構成することができる。また、空燃比を検出するセンサは、インジェクタにて噴射した燃料を噴射する内燃機関に通常採用されているため、そのセンサからの検出結果を空燃比異常検出手段にて利用することで、新たなセンサ等を設ける必要もない。
したがって、簡易な構成にてインジェクタ制御装置の噴射異常を検出することができる。
In particular, since the comparison means may be configured to have a function of comparing with a reference value, such as a comparator, the comparison means can be configured with a simple element or the like. In addition, since the sensor for detecting the air-fuel ratio is normally employed in an internal combustion engine that injects fuel injected by the injector, a new result can be obtained by using the detection result from the sensor in the air-fuel ratio abnormality detecting means. There is no need to provide a sensor or the like.
Therefore, the injection abnormality of the injector control device can be detected with a simple configuration.
請求項2の発明では、リーン状態の継続が検出されるときに燃料噴射量調整手段により燃料噴射量を増量した後も継続してリーン状態が検出される場合に、空燃比異常検出手段によりリーン異常が検出される。閉弁継続異常が生じていない場合に燃料噴射量を増量するとリーン状態からリッチ状態に移行しやすくなる。そこで、このように燃料噴射量を増量するときでも継続してリーン状態が検出される場合には、高い確率で閉弁継続異常のためにリーン異常が生じているため、閉弁継続異常を確実に検出することができる。 In the second aspect of the invention, when the lean state is continuously detected even after the fuel injection amount is increased by the fuel injection amount adjusting means when the continuation of the lean state is detected, the lean ratio is detected by the air-fuel ratio abnormality detecting means. An abnormality is detected. If the fuel injection amount is increased when no valve-continuation abnormality has occurred, the lean state is easily shifted to the rich state. Therefore, if the lean state is detected continuously even when the fuel injection amount is increased in this way, the lean abnormality has occurred due to the valve closing continuation abnormality with a high probability, so the valve closing continuation abnormality is surely confirmed. Can be detected.
一方、リッチ状態の継続が検出されるときに燃料噴射量調整手段により燃料噴射量を減量した後も継続してリッチ状態が検出される場合に、空燃比異常検出手段によりリッチ異常が検出される。開弁継続異常が生じていない場合に燃料噴射量を減量するとリッチ状態からリーン状態に移行しやすくなる。そこで、このように燃料噴射量を減量するときでも継続してリッチ状態が検出される場合には、高い確率で開弁継続異常のためにリッチ異常が生じているため、開弁継続異常を確実に検出することができる。 On the other hand, when the rich state is detected continuously after the fuel injection amount is reduced by the fuel injection amount adjusting means when the continuation of the rich state is detected, the rich abnormality is detected by the air-fuel ratio abnormality detecting means. . If the fuel injection amount is reduced when the valve opening continuation abnormality has not occurred, it becomes easier to shift from the rich state to the lean state. Therefore, if the rich state is detected continuously even when the fuel injection amount is reduced in this way, a rich abnormality has occurred with a high probability due to the valve opening continuation abnormality. Can be detected.
請求項3の発明では、異常状態検出手段により閉弁継続異常状態および開弁継続異常状態のいずれかが検出されるとその旨が報知手段により報知される。これにより、運転者等は、閉弁継続異常状態および開弁継続異常状態のいずれかが生じたときでも、その異常状態を正確に把握することができ、運転者等に対してその異常を解消するために適した処置を促すことができる。
In the invention of
請求項4の発明のインジェクタ制御装置は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の噴射異常検出装置と、上記スイッチ手段と、このスイッチ手段を制御する制御手段と、を備えている。そして、噴射異常検出装置により開弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフが、閉弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフよりも緊急性を高くするように実施される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an injector control device comprising the injection abnormality detecting device according to any one of the first to third aspects, the switch means, and a control means for controlling the switch means. Then, the fail-safe when the abnormal valve-opening state is detected by the injection abnormality detection device is implemented to be more urgent than the fail-safe when the abnormal valve-continuation abnormal state is detected.
これにより、上述のように簡易的に構成される噴射異常検出装置を用いることで、燃料系異常が閉弁継続異常および開弁継続異常のいずれであるかを区別して検出でき、その異常の緊急性に応じたフェールセーフを実施することができる。 Thus, by using the injection abnormality detection device that is simply configured as described above, it is possible to distinguish and detect whether the fuel system abnormality is the valve closing continuation abnormality or the valve opening continuation abnormality. Fail safe according to sex can be implemented.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態に係る異常検出装置およびインジェクタ制御装置について、図面を参照して説明する。
図1に示すエンジン制御ECU10は、車両に搭載されるものであり、ガソリンエンジン,ディーゼルエンジン等の内燃機関(以下、単にエンジンという)における複数の気筒毎に設けられたインジェクタ(図1では4つのインジェクタ1〜4を例示する)をそれぞれ個別に駆動制御するインジェクタ制御装置である。エンジン制御ECU10は、インジェクタのアクチュエータ(ソレノイドコイルやピエゾ素子であり、ここではソレノイドコイルを採用する、図示省略)への通電状態(通電時間)によって、インジェクタを開閉させてエンジンへの燃料の噴射量を制御する。
[First Embodiment]
Hereinafter, an abnormality detection device and an injector control device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
An
インジェクタは、例えば、気筒内に直接燃料を噴射する直噴型のインジェクタであり、4気筒エンジンの場合は、図1に例示するように4個のインジェクタ1〜4が設けられる。なお、直噴型のインジェクタとは、エンジンの気筒に燃料を直接噴射するインジェクタを示すものである。
The injector is, for example, a direct injection type injector that directly injects fuel into a cylinder. In the case of a four-cylinder engine, four
インジェクタ1〜4は、ソレノイドコイルに通電されると、このソレノイドコイルにより弁体が開弁位置に移動する。これにより、インジェクタ1〜4が開弁状態となり、燃料を噴射可能な状態となる。また、インジェクタ1〜4は、ソレノイドコイルへの通電が停止(遮断)されると、このソレノイドコイルにより弁体が閉弁位置に移動する。これにより、インジェクタ1〜4が閉弁状態となり、燃料の噴射が停止される。
When the
図2は、図1のドライバIC12の概略構成を示すブロック図である。なお、図2では、便宜上、インジェクタ1とこのインジェクタ1を駆動するための素子等を図示しており、インジェクタ2〜4やこれらインジェクタ2〜4を駆動するための素子等の図示を省略している。そのため、以下の説明では、主に、インジェクタ1を駆動制御する場合を例に説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the
図1および図2に示すように、エンジン制御ECU10は、主に、マイコン11と、ドライバIC12と、異常検出回路20とを備えており、異常検出回路20とマイコン11とにより本発明の特徴的構成である噴射異常検出装置30を構成する。なお、マイコン11およびドライバIC12間は、パラレル接続またはシリアル接続により通信可能に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
マイコン11は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、発振回路、及び記憶内容が書き換え可能な不揮発性メモリ(例えばEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)やフラッシュROM)などを備えて構成される周知のマイクロコンピュータである。マイコン11は、CPUが予めROMに格納されたプログラムなどを読み出して、演算処理を実行することで後述する駆動制御処理や噴射異常検出処理等を実行する。
The
マイコン11は、エンジン回転数、アクセル開度、エンジン水温など、各種センサ(図示省略)にて検出されるエンジンの運転情報に基づいて、駆動制御処理を実行することで、気筒毎に設定された噴射設定期間に応じたパルス幅のパルス信号である駆動信号を生成してドライバIC12に出力する。
The
このように駆動信号が出力されている間、インジェクタ1のソレノイドコイルが通電される。つまり、マイコン11は、エンジンの運転情報に基づいて、インジェクタ1のソレノイドコイルへの通電期間を設定し、この設定した通電期間に応じた駆動信号(パルス信号)を出力する。すなわち、駆動信号は、そのパルス持続時間(パルス幅)が設定した通電期間と同等であり、インジェクタ1への通電期間を示す信号とも言い換えることができる。
Thus, while the drive signal is output, the solenoid coil of the
図3は、O2センサの出力電圧とリーン状態およびリッチ状態との関係を示すグラフである。図4は、A/Fセンサの飽和電流とリーン状態およびリッチ状態との関係を示すグラフである。
マイコン11には、各インジェクタ1〜4から噴射された燃料が燃焼した後の排気ガスを検出対象として、空気と燃料との比率である空燃比を検出する排気センサ5がその検出結果を出力可能に接続されている。本実施形態では、排気センサ5として、例えば、O2センサが採用されており、この排気センサ5は、図3に例示するように、排出ガスの空燃比に応じて基準電圧を基準に出力電圧が変化するように構成される。このため、マイコン11は、排気センサ5からの出力電圧に基づいて、燃料比率が低いリーン状態か、燃料比率が高いリッチ状態であるかを検出する。なお、排気センサ5としては、O2センサを採用することに限らず、例えば、図4に例示するように、空燃比に応じて飽和電流がリニアに変化するA/Fセンサを採用してもよい。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the output voltage of the O2 sensor, the lean state, and the rich state. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the saturation current of the A / F sensor, the lean state, and the rich state.
The
ドライバIC12は、マイコン11から入力される駆動信号に応じて、インジェクタ1の低電位側に接続される駆動ドライバ14をドライバ制御部13によりオン/オフ制御する。さらに、インジェクタ1の高電位側に接続される図略の高電流用駆動ドライバまたは定電流用駆動ドライバをオン/オフ制御(スイッチング制御)することで、インジェクタ1に対するバッテリBの電源電圧を利用した定電流制御等を実施することもできる。この場合、各インジェクタ2〜4には、それぞれ低電位側に駆動ドライバが接続されており、この駆動ドライバをドライバ制御部によりオン/オフ制御するとともに、各インジェクタ2〜4の高電位側に接続される図略の高電流用駆動ドライバまたは定電流用駆動ドライバをオン/オフ制御(スイッチング制御)することで、各インジェクタ2〜4に対するバッテリBの電源電圧を利用した定電流制御等を実施する。なお、各駆動ドライバは、例えば、MOSFET等のスイッチング素子により構成され、特許請求の範囲に記載の「スイッチ手段」の一例に相当し得る。また、ドライバ制御部13は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」の一例に相当し得る。
The
異常検出回路20は、インジェクタ1〜4ごとにコンパレータ21を備えており、このコンパレータ21は、対象のインジェクタの低電位側の電圧を基準値と比較する比較手段として機能するもので、当該インジェクタの低電位側の電圧が上記基準値よりも低くなると、Lo異常の燃料系異常信号をマイコン11に出力する。また、駆動ドライバ14が過熱状態となる場合や過電流が流れる場合には、Hi異常の燃料系異常信号がマイコン11に出力される。なお、コンパレータ21は、特許請求の範囲に記載の「比較手段」の一例に相当し得る。
The
次に、異常検出回路20からの燃料系異常信号に基づいて、マイコン11にて実施される噴射異常検出処理について、図5〜7を用いて詳細に説明する。図5は、第1実施形態における噴射異常検出処理の流れを示すフローチャートである。図6(A)は、正常時に排気センサ5にて検出される空燃比を示す波形図であり、図6(B)は、図6(A)に示す検出状態に応じて判定されるリーン状態およびリッチ状態を示す波形図である。図7(A)は、リッチ異常時に排気センサ5にて検出される空燃比を示す波形図であり、図7(B)は、図7(A)に示す検出状態に応じて判定されるリーン状態およびリッチ状態を示す波形図である。
Next, an injection abnormality detection process performed by the
マイコン11にて噴射異常検出処理が開始されると、まず、上述したLo異常の燃料系異常信号またはHi異常の燃料系異常信号が入力されるまで、ステップS101,S103にてNoとの判定が繰り返され、インジェクタごとに設けられるいずれかのコンパレータ21からLo異常の燃料系異常信号が入力されると(S101でYes)、燃料系異常状態であることが確定されて、燃料系異常状態の確定を示すフラグが設定される(S105)。なお、ステップS101に示す判定処理を実施するマイコン11は、特許請求の範囲に記載の「判定手段」の一例に相当し得る。
When the injection abnormality detection process is started by the
続いて、ステップS107に示す判定処理にて、排気センサ5からの出力に基づいて、リッチ異常であるか否かについて判定される。なお、ステップS107に示す判定処理を実施するマイコン11は、特許請求の範囲に記載の「空燃比異常検出手段」および「異常状態検出手段」の一例に相当し得る。
Subsequently, in the determination process shown in step S107, it is determined based on the output from the
ここで、リッチ異常およびリーン異常について、図6および図7を用いて説明する。図6(A)に示すように、正常時での空燃比は、排気センサ5により、燃料比率が最適な状態を基準に燃料比率が低い状態と燃料比率が高い状態とを交互に繰り返すように検出される。この場合には、図6(B)に示すように、燃料比率が低いリーン状態と燃料比率が高いリッチ状態とが交互に現れるように判定される。
Here, the rich abnormality and the lean abnormality will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 6A, the air-fuel ratio under normal conditions is such that the
一方、図7(A)に示すように、燃料比率が高い状態が継続して検出されると、図7(B)に示すように、リーン状態が検出されることなくリッチ状態の検出が継続され、リッチ異常と判定される。また、燃料比率が低い状態が継続して検出されると、リッチ状態が検出されることなくリーン状態の検出が継続され、リーン異常と判定される。 On the other hand, as shown in FIG. 7A, when a high fuel ratio is continuously detected, the rich state is continuously detected without detecting the lean state, as shown in FIG. 7B. Is determined to be rich abnormality. Further, when the state where the fuel ratio is low is continuously detected, the detection of the lean state is continued without detecting the rich state, and it is determined that the lean is abnormal.
上記ステップS107に示す判定処理にて、排気センサ5からの出力に基づいて、図7に例示するようなリッチ異常が検出されると(S107でYes)、以下の理由により開弁継続異常状態であることが確定されて、開弁継続異常状態の確定を示すフラグが設定される(S109)。
When the rich abnormality as illustrated in FIG. 7 is detected based on the output from the
噴射異常が生じていることに起因してリッチ異常が検出されると、噴射する燃料が規定量よりも多い燃料過多状態、すなわち、インジェクタが閉弁状態に切り替わらずに開弁状態が継続してしまう開弁継続異常が生じる状態が想定される。このため、噴射異常が生じておりリッチ異常が検出される場合に、開弁継続異常を検出することができる。 When a rich abnormality is detected due to the occurrence of an injection abnormality, an excessive fuel state in which the amount of fuel to be injected exceeds the specified amount, i.e., the valve opening state continues without the injector switching to the valve closing state. The state where the valve opening continuation abnormality will occur is assumed. For this reason, a valve opening continuation abnormality can be detected when an injection abnormality has occurred and a rich abnormality is detected.
このように、開弁継続異常状態が確定されると、ステップS111に示す第1フェールセーフ処理がなされる。この処理では、開弁継続異常を解消するための処置がなされる。具体的には、例えば、インパネ等に設けられる警告灯31を所定の状態に点灯させることで開弁継続異常発生を報知するとともに車両の運転の停止を促し、運転停止後に燃料供給を停止する。これにより、フェールセーフを実施する緊急性が高い異常である開弁継続異常に起因する燃料過多状態の発生を確実に防止することができる。
Thus, when the valve-opening continuation abnormal state is determined, the first fail-safe process shown in step S111 is performed. In this process, a measure for eliminating the valve opening continuation abnormality is performed. Specifically, for example, a warning
一方、上記ステップS107に示す判定処理にて、排気センサ5からの出力に基づいて、リーン異常が検出されると(S107でNo)、以下の理由により閉弁継続異常状態であることが確定されて、閉弁継続異常状態の確定を示すフラグが設定される(S113)。 On the other hand, if a lean abnormality is detected in the determination process shown in step S107 based on the output from the exhaust sensor 5 (No in S107), it is determined that the valve-closing continuation abnormal state is present for the following reason. Thus, a flag indicating the confirmation of the valve-continuation abnormal state is set (S113).
噴射異常が生じていることに起因してリーン異常が検出されると、噴射する燃料が規定量よりも少なくなる状態、すなわち、インジェクタが開弁状態に切り替わらずに閉弁状態が継続してしまう閉弁継続異常が生じる状態が想定される。このため、噴射異常が生じておりリーン異常が検出される場合に、閉弁継続異常を検出することができる。 When the lean abnormality is detected due to the occurrence of the injection abnormality, the fuel to be injected is less than the prescribed amount, that is, the valve closing state continues without the injector switching to the valve opening state. It is assumed that the valve closing continuation abnormality occurs. For this reason, when the injection abnormality has occurred and the lean abnormality is detected, the valve closing continuation abnormality can be detected.
このように、閉弁継続異常状態が確定されると、ステップS115に示す第2フェールセーフ処理がなされる。この処理では、閉弁継続異常を解消するための処置がなされる。具体的には、例えば、警告灯31を所定の状態に点灯させることで閉弁継続異常発生を報知するとともにエンジンの回転数が所定の上限値を超えないように回転数抑制制御を実施することで、エンジンにかかる負荷を減らして、トルク不足やラフアイドルとなる状態を防止する。これにより、開弁継続異常発生時よりもフェールセーフを実施する緊急性が低い異常である閉弁継続異常が発生する場合でも、その異常状態に適した処置を実施することができる。
Thus, when the valve closing continuation abnormal state is determined, the second fail-safe process shown in step S115 is performed. In this process, measures are taken to eliminate the valve closing continuation abnormality. Specifically, for example, the warning
また、駆動ドライバ14が過熱状態となるか過電流が流れることから、Hi異常の燃料系異常信号が入力されると(S103でYes)、燃料系異常状態であることが確定されて、燃料系異常状態の確定を示すフラグが設定される(S117)。このような異常は、上記閉弁継続異常時と同様に、開弁継続異常発生時よりもフェールセーフを実施する緊急性が低い異常であることから、上記ステップS115に示す第2フェールセーフ処理がなされて、警告灯31が所定の状態に点灯するとともに、回転数抑制制御が実施される。
In addition, since the
以上説明したように、本実施形態に係る噴射異常検出装置30では、コンパレータ21からLo異常の燃料系異常信号が入力されることで噴射異常が生じていると判定される場合にリーン異常が検出されると、閉弁継続異常状態であることが検出される。また、Lo異常の燃料系異常信号が入力されることで噴射異常が生じていると判定される場合にリッチ異常が検出されると、開弁継続異常状態であることが検出される。
As described above, in the injection
インジェクタ1〜4の低電位側の電圧を基準値と比較する比較手段として、コンパレータ21のように基準値と比較する機能を有するように構成すればよいため、当該比較手段を簡素な素子等で構成することができる。また、空燃比を検出する排気センサ5は、インジェクタ1〜4にて噴射した燃料を噴射する内燃機関に通常採用されているため、その排気センサ5からの検出結果を利用することで、新たなセンサ等を設ける必要もない。
したがって、簡易な構成にてドライバIC12等のエンジン制御ECU10(インジェクタ制御装置)の噴射異常を検出することができる。
Since the comparison means for comparing the low potential side voltages of the
Therefore, an injection abnormality of the engine control ECU 10 (injector control device) such as the
そして、噴射異常検出装置30により開弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフが、閉弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフよりも緊急性を高くするように実施される。これにより、上述のように簡易的に構成される噴射異常検出装置30を用いることで、燃料系異常が閉弁継続異常および開弁継続異常のいずれであるかを区別して検出でき、その異常の緊急性に応じたフェールセーフを実施することができる。
And the fail safe when the valve opening continuation abnormal state is detected by the injection
また、上述した第1フェールセーフ処理および第2フェールセーフ処理では、閉弁継続異常状態および開弁継続異常状態のいずれかが検出されるとその旨が警告灯31の点灯により報知される。これにより、運転者等は、閉弁継続異常状態および開弁継続異常状態のいずれかが生じたときでも、その異常状態を正確に把握することができ、フェールセーフを実施するだけでなく、運転者等に対してその異常を解消するために適した処置を促すことができる。なお、警告灯31に限らず、視覚的または聴覚的に報知可能な警告装置等により上記異常を報知してもよい。警告灯31および上記警告装置等は、特許請求の範囲に記載の「報知手段」の一例に相当し得る。
Further, in the first fail-safe process and the second fail-safe process described above, when either the valve closing continuation abnormal state or the valve opening continuation abnormal state is detected, this is notified by the lighting of the warning
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る異常検出装置およびインジェクタ制御装置について、図8および図9を参照して説明する。図8は、第2実施形態における噴射異常検出処理の流れを示すフローチャートである。図9(A)は、リッチ異常時に排気センサにて検出される空燃比を示す波形図であり、図9(B)は、図9(A)に示す検出状態に応じて判定されるリーン状態およびリッチ状態を示す波形図であり、図9(C)は、図9(B)に示す判定結果に応じて調整される燃料噴射量の増減を示す波形図である。
[Second Embodiment]
Next, an abnormality detection device and an injector control device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the injection abnormality detection process in the second embodiment. FIG. 9A is a waveform diagram showing the air-fuel ratio detected by the exhaust sensor at the time of rich abnormality, and FIG. 9B is a lean state determined according to the detection state shown in FIG. FIG. 9C is a waveform diagram showing an increase / decrease in the fuel injection amount adjusted according to the determination result shown in FIG. 9B.
本第2実施形態では、閉弁継続異常および開弁継続異常を確実に検出するため、噴射異常検出処理を図5に示すフローチャートに代えて図8に示すフローチャートに基づいて実施する点が、上記第1実施形態の異常検出装置と異なる。したがって、第1実施形態の異常検出装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。 In the second embodiment, in order to reliably detect the valve closing continuation abnormality and the valve opening continuation abnormality, the injection abnormality detection process is performed based on the flowchart shown in FIG. 8 instead of the flowchart shown in FIG. Different from the abnormality detection apparatus of the first embodiment. Therefore, substantially the same components as those of the abnormality detection device of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本第2実施形態における噴射異常検出処理では、図8に示すフローチャートからわかるように、Lo異常の燃料系異常信号が入力されることで(S101でYes)、燃料系異常状態の確定を示すフラグが設定されると(S105)、ステップS106に示す燃料噴射量調整処理がなされる。この処理では、排気センサ5からの出力に基づいて、例えば、図9(A),(B)に例示するように、リッチ状態の継続が検出されるときには、図9(C)に例示するように、燃料噴射量が減量される。また、リーン状態の継続が検出されるときには、燃料噴射量が増量される。ここで、燃料噴射量の調整は、ドライバIC12により、インジェクタへの供給電流が制御されて当該インジェクタの開度を調整することで実施される。なお、ドライバIC12は、特許請求の範囲に記載の「燃料噴射量調整手段」の一例に相当し得る。
In the injection abnormality detection process according to the second embodiment, as can be seen from the flowchart shown in FIG. 8, a flag indicating the confirmation of the fuel system abnormal state when the Lo abnormality fuel system abnormality signal is input (Yes in S101). Is set (S105), the fuel injection amount adjustment process shown in step S106 is performed. In this process, based on the output from the
そして、上述のように燃料噴射量が調整された状態で、ステップS107に示す判定処理がなされ、排気センサ5からの出力に基づいて、リッチ異常であるか否かについて判定される。具体的には、リッチ状態の継続が検出されるときに燃料噴射量を減量して所定時間(例えば1s)経過後も継続してリッチ状態が検出される場合には(図9の波線領域S参照)、リッチ異常が検出される。また、リーン状態の継続が検出されるときに燃料噴射量を増量して所定時間経過後も継続してリーン状態が検出される場合には、リーン異常が検出される。
Then, in the state where the fuel injection amount is adjusted as described above, the determination process shown in step S107 is performed, and it is determined based on the output from the
開弁継続異常が生じていない場合に燃料噴射量を減量するとリッチ状態からリーン状態に移行しやすくなる。そこで、このように燃料噴射量を減量するときでも継続してリッチ状態が検出される場合には、高い確率で開弁継続異常のためにリッチ異常が生じているため、開弁継続異常を確実に検出することができる。 If the fuel injection amount is reduced when the valve opening continuation abnormality has not occurred, it becomes easier to shift from the rich state to the lean state. Therefore, if the rich state is detected continuously even when the fuel injection amount is reduced in this way, a rich abnormality has occurred with a high probability due to the valve opening continuation abnormality. Can be detected.
また、閉弁継続異常が生じていない場合に燃料噴射量を増量するとリーン状態からリッチ状態に移行しやすくなる。そこで、このように燃料噴射量を増量するときでも継続してリーン状態が検出される場合には、高い確率で閉弁継続異常のためにリーン異常が生じているため、閉弁継続異常を確実に検出することができる。 Further, if the fuel injection amount is increased when the valve closing continuation abnormality has not occurred, it becomes easier to shift from the lean state to the rich state. Therefore, if the lean state is detected continuously even when the fuel injection amount is increased in this way, the lean abnormality has occurred due to the valve closing continuation abnormality with a high probability, so the valve closing continuation abnormality is surely confirmed. Can be detected.
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
(1)エンジン制御ECU10は、4つのインジェクタ1〜4を駆動制御することに限らず、例えば、1〜3つのインジェクタを駆動制御として構成されてもよいし、5つ以上のインジェクタを駆動制御として構成されてもよい。この場合には、コンパレータ21は、対象のインジェクタの低電位側の電圧を基準値と比較するように、インジェクタごとにそれぞれ設けられる。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, You may actualize as follows.
(1) The
(2)上述した第1フェールセーフ処理では、開弁継続異常を検出することで、車両の運転の停止を促して運転停止後に燃料供給を停止することに限らず、燃料過多状態に対応すべき処置を実施してもよい。また、第2フェールセーフ処理では、閉弁継続異常を検出することで、回転数抑制制御を実施することに限らず、噴射する燃料が規定量よりも少なくなる状態に対応すべき処置を実施してもよい。このように、開弁継続異常または閉弁継続異常を区別して検出することで、その異常に応じたフェールセーフを実施することができる。 (2) In the first fail-safe process described above, it is not limited to stopping the fuel supply after stopping the operation by detecting the valve opening continuation abnormality, and should respond to an excessive fuel state Treatment may be performed. Further, in the second fail-safe process, not only the rotation speed suppression control is performed by detecting the valve closing continuation abnormality, but also a measure that should be taken in response to a state in which the fuel to be injected is less than the specified amount is performed. May be. Thus, fail-safe according to the abnormality can be implemented by distinguishing and detecting the valve opening continuation abnormality or the valve closing continuation abnormality.
1〜4…インジェクタ
5…排気センサ
10…エンジン制御ECU(インジェクタ制御装置)
11…マイコン(判定手段,空燃比異常検出手段,異常状態検出手段)
12…ドライバIC(燃料噴射量調整手段)
13…ドライバ制御部(制御手段) 14…駆動ドライバ(スイッチ手段)
20…異常検出回路 21…コンパレータ(比較手段)
30…異常検出装置
31…警告灯(報知手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-4 ...
11 ... Microcomputer (determination means, air-fuel ratio abnormality detection means, abnormal state detection means)
12. Driver IC (fuel injection amount adjusting means)
13 ... Driver control unit (control means) 14 ... Drive driver (switch means)
20 ...
30 ...
Claims (4)
前記スイッチ手段のオン/オフ制御に応じて変化する前記インジェクタの低電位側の電圧を基準値と比較する比較手段(21)と、
前記比較手段の比較結果に基づいて噴射異常が生じているか否かを判定する判定手段(11)と、
排気ガスの空燃比に基づいてリーン状態が継続するリーン異常とリッチ状態が継続するリッチ異常のいずれかを検出する空燃比異常検出手段(11)と、
前記判定手段により前記噴射異常が生じていると判定された後に前記空燃比異常検出手段により前記リーン異常が検出されると、前記インジェクタが開弁状態に切り替わらずに閉弁状態が継続される閉弁継続異常状態であることを検出し、前記判定手段により前記噴射異常が生じていると判定された後に前記空燃比異常検出手段により前記リッチ異常が検出されると、前記インジェクタが閉弁状態に切り替わらずに開弁状態が継続される開弁継続異常状態であることを検出する異常状態検出手段(11)と、
を備え、
前記スイッチ手段および前記比較手段は、ドライバIC(12)に含まれ、
前記判定手段、前記空燃比異常検出手段および前記異常状態検出手段は、マイコン(11)に含まれることを特徴とする噴射異常検出装置。 Constant current control according to on / off control of the switch means (14) is performed on the injectors (1 to 4) for switching between a valve open state in which fuel is injected into the internal combustion engine and a valve closed state in which fuel injection is stopped. An injection abnormality detecting device (30) for detecting an injection abnormality of the injector control device (10) for controlling the on-off valve of the injector,
Comparing means (21) for comparing a voltage on the low potential side of the injector, which changes in accordance with on / off control of the switch means, with a reference value;
Determination means (11) for determining whether or not an injection abnormality has occurred based on a comparison result of the comparison means;
An air-fuel ratio abnormality detecting means (11) for detecting either a lean abnormality in which the lean state continues or a rich abnormality in which the rich state continues based on the air-fuel ratio of the exhaust gas;
When the lean abnormality is detected by the air-fuel ratio abnormality detection means after the determination means determines that the injection abnormality has occurred, the valve closing state is continued without switching the injector to the valve opening state. When the rich abnormality is detected by the air-fuel ratio abnormality detecting means after detecting that the injection abnormality has occurred after detecting that the valve closing continuation abnormal state has occurred, the injector is closed. An abnormal state detecting means (11) for detecting that the valve opening state is an abnormal state in which the valve opening state is continued without switching to a state;
Equipped with a,
The switch means and the comparison means are included in a driver IC (12),
The determination apparatus, the air-fuel ratio abnormality detecting means, and the abnormal state detecting means are included in a microcomputer (11) .
前記空燃比異常検出手段は、リーン状態の継続が検出されるときに前記燃料噴射量調整手段により前記燃料噴射量を増量した後も継続してリーン状態が検出される場合に前記リーン異常を検出し、リッチ状態の継続が検出されるときに前記燃料噴射量調整手段により前記燃料噴射量を減量した後も継続してリッチ状態が検出される場合に前記リッチ異常を検出することを特徴とする請求項1に記載の噴射異常検出装置。 A fuel injection amount adjusting means (12) capable of adjusting a fuel injection amount via the injector;
The air-fuel ratio abnormality detecting means detects the lean abnormality when a lean state is detected continuously after the fuel injection amount is increased by the fuel injection amount adjusting means when continuation of the lean state is detected. When the rich state is detected, the rich abnormality is detected when the rich state is continuously detected even after the fuel injection amount is reduced by the fuel injection amount adjusting means. The injection abnormality detection device according to claim 1.
前記噴射異常検出装置により前記開弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフを前記閉弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフよりも緊急性を高くするように実施することを特徴とするインジェクタ制御装置。 Injector control comprising: the injection abnormality detecting device according to any one of claims 1 to 3, the switch means, and a control means (13) for controlling the switch means, wherein the on-off valve of the injector is controlled. A device (10) comprising:
The fail-safe when the valve-opening continuation abnormal state is detected by the injection abnormality detecting device is implemented so as to be more urgent than the fail-safe when the valve-closing continuation abnormal state is detected. Injector control device.
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