JP5825266B2 - 燃料供給システム - Google Patents
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Description
従来より、内燃機関の燃料供給システムとして、内燃機関の出力軸と同期して回転駆動されるカムシャフトを有する燃料供給ポンプを備えた燃料噴射システムが公知である。
ここで、燃料供給ポンプは、内燃機関の出力軸と同期して回転駆動されるカムシャフトと、このカムシャフトに駆動連結されて、燃料タンクから吸入した燃料を吐出する低圧燃料ポンプ(以下フィードポンプ)と、シリンダ(気筒)内をその軸線方向に往復移動するプランジャを有する高圧燃料ポンプ(以下サプライポンプ)とを備えている。
サプライポンプは、ハウジングに固定されるシリンダボディ内にプランジャを嵌挿した圧送系統が気筒数分設けられている。なお、カムシャフトには、複数の圧送系統毎の各プランジャを所定の位相差を持って往復駆動する1個または気筒数分のポンプカムが設けられている。
ところで、従来の燃料噴射システムに使用されるインジェクタは、例えば4気筒エンジンのクランクシャフトの回転角度で180°CAずつずれた噴射タイミング(噴射時期)で、エンジンの各気筒毎の燃焼室に対する燃料噴射が開始されるように構成されている。 また、高圧燃料ポンプは、そのポンプハウジング内部に形成されるカム室の周方向に180°間隔で設置される2気筒の圧送系統を備えている。
また、カムシャフトは、エンジンのクランクシャフトが2回転すると1回転するように、クランクシャフトに対して駆動連結されている。このカムシャフトには、2気筒の圧送系統毎の各プランジャを180°の位相差を持って往復駆動する複数のカム(山)が設けられている。
したがって、従来の燃料噴射システムは、各圧送系統の1圧送周期において燃料噴射が2回実施される2噴射1圧送の非同期システムとなっている。
また、特許文献1に記載の故障診断装置によれば、サプライポンプの複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を推定し、この推定した複数の圧送系統毎のポンプ圧送量の前回圧送量と今回圧送量との差を算出し、複数の圧送系統毎の前回圧送量と今回圧送量との差を、異常判定値と比較する。そして、全ての圧送系統毎の前回圧送量と今回圧送量との差が異常判定値よりも過剰または不足している場合には、当該圧送系統に過剰圧送または圧送不良等の故障が発生していると診断している。
ところが、特許文献1に記載の故障診断装置においては、エンジンの運転状態が安定している条件下で、各圧送系統毎に実圧送量を計算し、この実圧送量が異常判定値に対して乖離していたら異常(圧送不良)と判断するように構成されている。
なお、異常判定値は、エンジン回転速度または燃料噴射量または燃料噴射圧力のうち少なくとも1つ以上を基準にして設定される。また、異常判定値は、高圧燃料ポンプの全ての圧送系統が正常な場合の圧送系統の1気筒当たりのポンプ圧送量またはポンプ吐出量を基準にして設定される。
また、エンジンのクランクシャフトに対して高圧燃料ポンプの組み付け位相が予め決まっているという前提で作成されているので、燃料噴射に対する圧送系統の圧送周期が非同期な場合には、有効な故障診断方法ではなかった。また、エンジンのクランクシャフトに対して高圧燃料ポンプの組み付け位相が不定な場合には、有効な故障診断方法ではなかった。
すなわち、高圧燃料ポンプに設けられる複数の圧送系統の中から異常な圧送系統を容易に特定することができる。
図1ないし図5は、本発明の燃料供給システムを適用したコモンレール式燃料噴射システム(実施例1)を示したものである。
ここで、エンジンの出力軸(クランクシャフト)は、クラッチ機構を介して、エンジンの回転動力をドライブシャフトに伝達するための動力伝達装置としてのトランスミッションの入力軸に駆動連結されている。また、クランクシャフトは、燃料タンク1から燃料が供給されるサプライポンプ2のカムシャフトをベルト駆動している。
なお、図1では、4気筒ディーゼルエンジンの1つの気筒に対応するインジェクタ6のみを示し、その他の気筒についてはインジェクタの図示を省略している。
サプライポンプ2の電磁弁11は、フィードポンプから各燃料加圧室内への燃料の吸入量を調整することで、サプライポンプ2の各燃料吐出口より吐出される燃料吐出量(以下ポンプ圧送量)を制御する電磁式燃料調量弁(SCV)である。
なお、本実施例のサプライポンプ2およびECU7の詳細は、後述する。
コモンレール5の軸線方向の一端側には、燃料圧力センサ(コモンレール圧力センサ)12が螺子締結等により接続されている。このコモンレール圧力センサ12は、コモンレール5の内部圧力(所謂コモンレール圧力)を電気信号に変換して圧力検出値としてECU7に対して出力する燃料圧力検出手段である。
なお、コモンレール圧力センサ12の代わりに燃料温度センサをコモンレール5に搭載しても良い。また、各インジェクタ6の蓄圧室内の燃料圧力(燃圧)を検出する燃料圧力センサを各インジェクタ6に搭載しても良い。
減圧弁13は、例えば自動車等の車両の減速走行時またはエンジン停止時等に速やかにコモンレール5の内部圧力(所謂コモンレール圧力)を高圧から低圧へ減圧させる降圧性能に優れる電磁弁(ソレノイドバルブ)である。減圧弁13が開弁すると、コモンレール5または減圧弁13の燃料出口(リークポート)が開放されて、コモンレール5から燃料戻し配管(リターン配管)を経て燃料タンク1へ燃料が戻される。これにより、コモンレール圧力が高圧から低圧へ減圧(降圧)する。
なお、サプライポンプ2およびコモンレール5は、高圧燃料を発生する高圧発生部を構成する。
これらのインジェクタ6としては、コモンレール5の内部(蓄圧室)に蓄圧された高圧燃料を、直接燃焼室内に霧状に噴射供給する直接噴射タイプの内燃機関用燃料噴射弁(ディーゼルエンジン用のインジェクタ)が採用されている。
各気筒毎のインジェクタ6は、燃料噴射ノズルと電磁弁(ソレノイドバルブ)14とが螺子締結により一体化されて構成されている。
また、エンジンの各気筒♯1〜♯4において、180°CAずつずれた噴射タイミング(噴射時期)で、例えば各気筒毎の圧縮行程の上死点(TDC)近傍で、各気筒毎のインジェクタ6の開弁による燃料噴射が開始されるように構成されている。
電磁弁14は、ECU7から印加されるインジェクタ駆動信号(インジェクタ駆動電流)によって電子制御されるように構成されている。これにより、インジェクタ6の噴孔から燃料噴射される燃料噴射量および噴射時期が制御される。
ここで、インジェクタ6からのリーク燃料は、燃料戻し配管を経て燃料系の低圧側(燃料タンク1)にリターンされる。
サプライポンプ2には、エンジンのクランクシャフトと同期して一定方向に回転するカムシャフトが設けられている。このサプライポンプ2には、カムシャフトが回転することで、燃料タンク1から燃料フィルタ15を介して低圧燃料を吸入するフィードポンプが内蔵されている。また、サプライポンプ2は、1つの電磁弁11で、全てのプランジャポンプのポンプ圧送量を、吸入燃料量を調量することで制御するタイプの燃料供給ポンプである。
ここで、サプライポンプ2には、リークポートまたはオーバーフローポートが設けられており、サプライポンプ2からのリーク燃料またはオーバーフロー燃料は、燃料戻し配管を経て燃料系の低圧側(燃料タンク1)にリターンされる。
また、カムシャフトには、複数のプランジャポンプの各プランジャをシリンダ孔内において軸線方向に往復駆動するポンプカムをプランジャポンプの個数だけ備えている。本実施例では、複数のポンプカムがカムシャフトの特定部位の周方向に180°ずれた状態で設けられている。なお、1個のポンプカムを2気筒のプランジャポンプで共通使用しても良い。
また、サプライポンプ2には、カム室を中心にして放射状に、2気筒のポンプエレメント(プランジャとシリンダとで構成されるプランジャポンプ)が設置されている。これらのプランジャポンプは、カム室の周方向に所定の角度間隔(例えば180°等間隔)で設置されている。すなわち、プランジャポンプは、ポンプカムのカムリフトにより往復移動方向に往復駆動される圧送系統(高圧ポンプ)を構成する。
サプライポンプ2のハウジングには、カムシャフトが回転可能に支持されている。このハウジングには、複数のプランジャをその往復移動方向に摺動可能に支持する円筒状のシリンダが一体的に設けられている。このシリンダの内部には、プランジャの摺動面が往復摺動可能なシリンダ孔が形成されている。各シリンダ孔の軸線方向の一方側(半径方向の外側)には、プランジャの往復運動により燃料を加圧する燃料加圧室が形成されている。
ここで、フィードポンプから各燃料吸入弁に至る燃料供給流路の途中には、電磁弁11が設置されている。この電磁弁11は、ECU7から印加されるポンプ駆動信号によって電子制御されるように構成されている。これにより、サプライポンプ2からコモンレール5へ吐出されるポンプ圧送量およびコモンレール圧力が制御される。
なお、図2において、エンジンのクランクシャフトに対するサプライポンプ2の組み付け位相は、あくまで例であり、決まっているものではない。
ECU7には、CPU、メモリ(ROM、RAMおよびEEPROM)、入力回路(入力部)、出力回路(出力部)、電源回路、タイマー回路、ポンプ駆動回路、減圧弁駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが内蔵されている。
ROMは、CPUによる様々な数値演算処理、情報処理および制御等に必要なプログラムが予め記憶されている。
RAMには、CPUによる様々な数値演算処理による中間情報が一時的に記録(記憶、格納)され、イグニッションスイッチがOFFとなると記憶された情報は消える。
EEPROMに、CPUによる様々な数値演算処理、情報処理および制御等に必要な情報が記憶(格納)されている。具体的には、後述するポンプ圧送量差の算出に必要なポンプ圧送量データやセンサ情報を所定の形式で表したデータテーブル(図3参照)等の初期データがEEPROMに予め記憶されている。なお、データテーブルに格納されるデータは、書き換えが可能なものである。
ここで、マイクロコンピュータの入力部には、コモンレール圧力センサ12だけでなく、クランク角度センサ21、アクセル開度センサ22、冷却水温センサ23、燃料温度センサ24および排気ガスセンサ(空燃比センサ、酸素濃度センサ)等が接続されている。
また、コモンレール圧力センサ12、クランク角度センサ21、アクセル開度センサ22、冷却水温センサ23、燃料温度センサ24および排気ガスセンサ(空燃比センサ、酸素濃度センサ)等の各種センサから出力されるセンサ出力信号は、所定のサンプリング周期(例えば30°CA)毎にA/D変換回路でA/D変換され、マイクロコンピュータの入力部に入力される。
ECU7は、クランク角度センサ21より出力されたNEパルス信号の間隔時間を計測することによってエンジン回転速度(エンジン回転数:NE)を検出するための回転速度検出手段としての機能を有している。
冷却水温センサ23は、エンジン冷却水温(水温:THW)に対応した電気信号(センサ出力信号)をECU7に対して出力する水温検出手段である。
燃料温度センサ24は、サプライポンプ2内に吸入されるポンプ吸入側の燃料温度(燃温:THF)に対応した電気信号(センサ出力信号)をECU7に対して出力する燃温検出手段である。
そして、ECU7は、このポンプ圧送量の演算値に応じて、電磁弁11へ与える制御指令値としてポンプ駆動信号(駆動電流値)を算出すると共に、この駆動電流値に対応したポンプ制御信号(ポンプ指令値)を合成して出力する。
なお、基本噴射量(Q)については、アクセル開度センサ22によって検出されたアクセル開度(ACCP)のみによって目標エンジントルクを算出し、この目標エンジントルクから基本噴射量(Q)を算出(設定)するようにしても良い。
そして、ECU7は、所定の噴射タイミングで、EDU8を介して、各気筒のインジェクタ6の電磁弁14にパルス状のインジェクタ駆動電流(噴射指令パルス)を印加する。
次に、本実施例のサプライポンプ2の異常診断方法を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。ここで、図4はサプライポンプ2の異常診断方法を示したフローチャートである。
先ず、ECU7は、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、予め設定されたサンプリング周期(30°CA)毎に、エンジンの運転状況(エンジン情報)または運転条件(状態)を算出するのに必要な各種センサ出力信号を取得する(センサ信号取得手段)。
ここで、燃料噴射量は、エンジン回転数(NE)とアクセル開度(ACCP)とに対応して設定された基本噴射量(Q)にエンジン冷却水温や燃料温度等を考慮した補正量を加味して算出される指令噴射量(QFIN)を用いる。
そこで、ECU7は、上記のように取得した各種センサ出力信号に基づいて、アイドル安定状態を判断し、エンジンの運転状態がアイドル安定状態である場合に、以下の手順でポンプ故障診断を実施する。
ポンプ故障診断の実施条件であるアイドル安定状態は、下記の条件1〜9が全て満足しした時点で、図4の制御ルーチンに進入してポンプ故障診断を実施する。
条件2…エンジン回転数(NE)が一定範囲(例えば800〜1000rpm)内。
条件3…アクセル開度(ACCP)が一定値(例えば1%)以下。
条件4…コモンレール圧力(PC)と目標コモンレール圧力(PFIN)との圧力偏差が一定値(例えば30MPa)以下。
条件5…コモンレール圧力(PC)が一定範囲(例えば30〜40MPa)内。
条件6…指令噴射量(QFIN)が一定範囲(例えば1〜5mm3 /st)内。
条件7…燃料漏れや排気ガス異常等のシステム異常無し。
条件8…スタータOFF。
条件9…自動車等の車両走行速度(車速)が一定値(例えば0km/h)以下。
なお、図4の制御ルーチンは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)された後に、予め設定されたサンプリング周期(t)毎に繰り返し実施される。また、演算タイミングは、図2のタイミングチャートに示した時期とする。
すなわち、サンプリング周期(t)毎に、コモンレール圧力センサ12、クランク角度センサ21、アクセル開度センサ22、冷却水温センサ23および燃料温度センサ24等からのセンサ出力信号を取得して、コモンレール圧力(PC)、クランク角度、ポンプカム角度、エンジン回転数(NE)、アクセル開度(ACCP)、冷却水温(THW)および燃料温度(THF)を検出する。
次に、このステップS1で算出して作成した仮圧送量データを、EEPROMに予め記憶されたデータテーブル(図3参照)に格納する(データ記憶手段)。
なお、プランジャポンプの1サイクル分に相当する仮ポンプ圧送量の算出期間(T)を、270°CA(クランク角度間隔またはカム角度間隔)とする。また、コモンレール圧力センサ12等のセンサ出力信号のサンプリング周期(t)を30°CA(クランク角度間隔またはカム角度間隔)とする。
[数1]
仮ポンプ圧送量(n)=(圧力A−圧力B)×[高圧部容積]÷[体積弾性係数]
+[算出期間に含まれる燃料噴射量]
但し、体積弾性係数(E)は、取得圧力、燃料温度、使用している燃料性状(粘性等)等から決まる値である。
例えば(([圧力係数]×圧力B)+[圧力オフセット])−([燃料温度係数]
×(燃料温度)−[燃料温度オフセット]))という式で定義される。
仮ポンプ圧送量の算出に使用するデータは、上記のセンサ信号取得手段で取得された後、データテーブル(図3参照)に格納されている。
先ず、コモンレール圧力センサ12から取得したセンサ出力信号によってコモンレール圧力(取得圧力:PC)を算出(検出)する(燃料圧力検出手段)。また、冷却水温センサ23または燃料温度センサ24から取得したセンサ出力信号によってインジェクタリーク温度(THF)を推定(検出)する(インジェクタ燃料温度検出手段)。
これは、先ず270°CA間のコモンレール圧力変化量(ΔP)を計測する。例えば270°CA前の前回の取得圧力(PCi−1)と270°CA後の今回の取得圧力(PCi)との圧力差を求める。なお、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射前後の圧力差を求めても良い。
ここで、体積弾性率(E)は、上述したものの他、取得圧力(PC)と燃料温度(インジェクタリーク温度またはサプライポンプ2のオーバーフロー温度(ポンプリーク温度)またはサプライポンプ2の吸入温度(THF))によって与えることができる。
[数2]
QP1=(QSL×1)+(QDL×1)+(QINJ×1)+ΔV
[数3]
QP2=(QSL×2)+(QDL×2)+(QINJ×2)+ΔV
但し、QP1は、期間(T)中に燃料噴射が1回の場合、また、QP2は、期間(T)中に燃料噴射が1回の場合を示す。
[数4]
仮ポンプ圧送量=[期間T中のコモンレール圧力変化量(ΔP)]×[高圧燃料部容積] ÷[体積弾性率]+[期間T中の燃料噴射量の総計]
+[期間T中の燃料リーク量の総計]
なお、期間T中の燃料リーク量としては、インジェクタ静的リーク量、インジェクタ動的リーク量だけでなく、サプライポンプ2からの燃料リーク量を考慮して燃料リーク量を求めても良く、また、サプライポンプ2やコモンレール5からのオーバーフロー燃料量を考慮して燃料リーク量を求めても良い。
なお、例えばプランジャポンプの1サイクル=270°CA、圧力サンプリング周期=30°CA毎であれば、270°CA×2=18個(9グループ)の仮圧送量データが配置される(図3及び5参照)。
具体的には、仮圧送量データ(QPα)と仮圧送量データ(QPβ)とのポンプ圧送量差を下記の数5の演算式を用いて演算(算出)する(ステップS2)。このステップS2を8回前から今回までの間、サンプリング周期(30°CA)毎に繰り返し実行することで、9グループ分のポンプ圧送量差が算出され、これらの9グループ分のポンプ圧送量差データはEEPROMに予め記憶されたデータテーブル(図3参照)に格納(記憶)される。
[数5]
ポンプ圧送量差=仮ポンプ圧送量(QPα)−仮ポンプ圧送量(QPβ)
なお、ポンプ圧送量差の算出に使用する仮圧送量データは、上述したように、データテーブル(図3参照)に格納されている。
以上により、今回のポンプ圧送量差は、仮ポンプ圧送量1−仮ポンプ圧送量10となる。
以上により、1回前のポンプ圧送量差は、仮ポンプ圧送量2−仮ポンプ圧送量11となる。
・コモンレール圧力等のサンプリング周期=圧力サンプリング周期
=30°CA
・サプライポンプ2のポンプ圧送周期=各プランジャポンプの1サイクル
=ポンプカムの圧送期間
=270°CA
の場合、(270°CA)/(30°CA)=9回(9グループ)分のポンプ圧送量差をモニターすれば良い。
なお、図4の制御ルーチンは、30°CA毎の演算処理で記述してあるが、演算処理に必要な各種データ(コモンレール圧力、燃料噴射量、エンジン冷却水温、燃料温度等)を残しておけるのであれば、180°CA毎や270°CA毎にまとめて演算処理を行っても良い。
次に、ポンプ圧送量差が異常判定値以上であるか否かを判定する(ステップS4)。この判定結果がNOの場合には、異常フラグ(FDIAG)をOFFする(ステップS5)。その後に、ステップS7の処理に進む。
また、ステップS4の判定結果がYESの場合には、異常フラグ(FDIAG)をONする(異常診断手段:ステップS6)。なお、異常フラグ(FDIAG=ONまたはFDIAG=OFF)は、今回を含めて過去8回前までのデータをEEPROMに記憶しておく。
但し、これは理論値なので、「プランジャポンプ1気筒分の圧送量相当の乖離≧異常判定値となる組み合わせが、所定数以上なら異常」と診断することが望ましい。
なお、異常判定値は、様々な誤差の影響を考慮して決定する必要がある。
そのため、異常判定値は、サプライポンプ2の圧送量指令値に対して、誤差分の余裕を持った値としなければならない。
そのため、圧送量指令値よりも少なめの異常判定値を持たして、これを複数の組み合わせで検出した場合に、当該プランジャポンプが異常と診断するようにするのが望ましい。 また、ポンプ圧送量を算出するための項目(圧力(伝播速度、脈動など)、体積弾性係数(燃料性状の差など)、燃料噴射による損失(燃料噴射量、燃料リーク量))、また、ポンプ圧送指令に対する実機の応答という誤差が考えられる。このため、ポンプ圧送量の差が必ずポンプ圧送指令相当になる保証はなく、この誤差を見込んだ異常判定値にする必要が有る。
また、ステップS7の判定結果がYESの場合には、2気筒のプランジャポンプのうちの少なくとも1つのプランジャポンプが異常と診断する(ステップS9)。その後に、図4の制御ルーチンを抜ける。
なお、ステップS9で2気筒のプランジャポンプのうちの少なくとも1気筒のプランジャポンプが異常と診断された場合には、圧送不良や過剰圧送等の異常がプランジャポンプに発生している時であるため、ドライバーに注意を促す目的で、エンジンチェックランプ(MIL)等の異常警告灯(視覚表示手段)を点灯するようにしたり、また、音声ガイド(聴覚表示手段)によってドライバーに認識させるようにしても良い。
なお、正常なプランジャポンプは、カムリフトの傾きに比例して燃料が圧送される。また、異常なプランジャポンプのポンプ圧送量QPβは、0とする。
また、データテーブルに格納された7回前の仮圧送量データは、7回前の算出期間における前半の270°CA間の仮ポンプ圧送量QPαが70となり、後半の270°CA間の仮ポンプ圧送量QPβが20となり、ポンプ圧送量差(=QPα−QPβ)は、50となる。この値(差)は、両方のプランジャポンプのいずれも正常なら有り得ない差である。
また、EEPROMに格納された5回前または4回前の仮圧送量データは、5回前または4回前の算出期間における前半の270°CA間の仮ポンプ圧送量QPαが50または40となり、後半の270°CA間の仮ポンプ圧送量QPβが40または50となり、ポンプ圧送量差(=QPα−QPβ)は、30となる。この値(差)は、有意差が無く、両方のプランジャポンプのいずれも正常であると診断できる。
また、データテーブルに格納された2回前の仮圧送量データは、2回前の算出期間における前半の270°CA間の仮ポンプ圧送量QPαが20となり、後半の270°CA間の仮ポンプ圧送量QPβが70となり、ポンプ圧送量差(=QPα−QPβ)は、50となる。この値(差)は、両方のプランジャポンプのいずれも正常なら有り得ない差である。
また、データテーブルに格納された今回の仮圧送量データは、今回の算出期間における前半の270°CA間の仮ポンプ圧送量QPαが0となり、後半の270°CA間の仮ポンプ圧送量QPβが90となり、ポンプ圧送量差(=QPα−QPβ)は、90となる。この値(差)は、プランジャポンプ1気筒分の差である。
両方のプランジャポンプのいずれも正常な場合は、どのタイミングで見ても検出した仮圧送量に有意差はでない。
また、カムの圧送量が等速でなくても、検出する流量が異常になることはない。
以上のように、本実施例の故障診断装置においては、予め設定されたサンプリング周期(30°CA)毎に、コモンレール圧力センサ12、クランク角度センサ21、アクセル開度センサ22、冷却水温センサ23および燃料温度センサ25等の各種センサからのセンサ出力信号を取得する。
そして、2気筒のプランジャポンプの全圧送周期に相当する期間(T×2)で、且つサンプリング周期(t)分ずつずれた期間(T×2)毎に、プランジャポンプの気筒数分毎の燃料の仮ポンプ圧送量を算出して仮圧送量データを作成する(データ作成手段)。
すなわち、(0°CA〜270°CA)vs(270°CA〜540°CA)・・・(240°CA前〜510°CA前)vs(510°CA前〜780°CA前)の9個の組み合わせが作成される。
次に、仮圧送量データの組み合わせを全て比較する(データ比較手段)。
そして、このデータ比較手段の比較結果に基づいて、複数のプランジャポンプのうちの少なくとも1気筒のプランジャポンプが異常か否かを診断する(異常診断手段)。
すなわち、高圧燃料ポンプに設けられる複数のプランジャポンプの中から異常なプランジャポンプを容易に特定することができる。
本実施例では、本発明を、1つの電磁弁(SCV)11で2気筒のプランジャポンプへの吸入燃料量を開口面積を調整することで調量するタイプのサプライポンプ2における1気筒のプランジャポンプに、圧送不良等の異常が発生しているか否かを診断する故障診断装置を備えた燃料供給システムに適用した例を説明したが、本発明を、複数のプランジャポンプ毎に1つずつ電磁弁(PCV)を備えたサプライポンプにおける1気筒のプランジャポンプに、圧送不良または過剰圧送等の異常故障が発生しているか否かを診断する故障診断装置を備えた燃料供給システムに適用しても良い。
なお、圧送不良に関しては、燃料吸入弁、燃料吐出弁を圧送系統(プランジャポンプ)毎に各々1個ずつ備えるため、圧送不良が発生している異常な圧送系統(プランジャポンプ)の特定が可能となる。
また、プランジャポンプの仮ポンプ圧送量が異常判定値以上の場合には、過剰圧送が発生している異常な圧送系統(プランジャポンプ)であると診断しても良い。
なお、3気筒以上の圧送系統を有する燃料供給ポンプの場合においても、他の圧送系統全てとの間で乖離大を検出したら異常と判断することができる。
本実施例では、本発明を、フィードポンプを内蔵したサプライポンプ2を備えた燃料供給システムに適用しているが、本発明を、別体のフィードポンプから燃料が供給されるサプライポンプを備えた燃料供給システムに適用しても良い。
この場合、フィードポンプを例えば燃料タンク内に設置されるインタンク式の電動ポンプによって構成しても良い。
また、本発明を、内燃機関の出力軸に対するポンプ組み付け位置(位相)が決まっているシステムでも使用可能である。
また、ポンプ組み付け位置が決まっているシステムで、組み付けミスが発生した場合においても問題なく異常を検出できる。
2 サプライポンプ(高圧燃料ポンプ)
5 コモンレール
6 インジェクタ(燃料噴射弁)
7 ECU(故障診断装置)
11 サプライポンプの電磁弁
12 コモンレール圧力センサ(燃料圧力センサ)
Claims (12)
- 内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射する複数の燃料噴射弁(6)と、
前記内燃機関の出力軸の回転と同期して駆動されて、供給された燃料を加圧して前記複数の燃料噴射弁(6)へ圧送する複数の圧送系統を有する高圧燃料ポンプ(2)と、
この高圧燃料ポンプ(2)から吐出された燃料の圧力に対応した信号を出力する燃料圧力センサ(12)を有し、
前記燃料圧力センサ(12)の出力信号に基づいて、前記複数の圧送系統のうちの少なくとも1気筒の圧送系統が異常か否かを診断する故障診断装置(7)と
を備えた燃料供給システムにおいて、
前記故障診断装置(7)は、
所定のサンプリング周期(t)毎に、少なくとも前記燃料圧力センサ(12)の出力信号を取得するセンサ信号取得手段と、
前記複数の圧送系統の全圧送周期に相当する期間(T×2)で、且つ前記所定のサンプリング周期(t)分ずれた期間(T×2)毎に、
前記複数の圧送系統の気筒数分毎の燃料の仮圧送量を算出して仮圧送量データを作成するデータ作成手段と、
前記仮圧送量データの組み合わせを全て比較するデータ比較手段と、
このデータ比較手段の比較結果に基づいて、前記複数の圧送系統のうちで異常な圧送系統を特定する異常診断手段と
を備えたことを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項1に記載の燃料供給システムにおいて、
前記故障診断装置(7)は、前記高圧燃料ポンプ(2)に供給される燃料の温度に対応した信号を出力する燃料温度センサ(24)を有し、
前記燃料温度センサ(24)の出力信号に基づいて、前記複数の圧送系統のうちの少なくとも1気筒の圧送系統が異常か否かを診断することを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項2に記載の燃料供給システムにおいて、
前記センサ信号取得手段は、所定のサンプリング周期(t)毎に、少なくとも前記燃料温度センサ(24)の出力信号を取得することを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載の燃料供給システムにおいて、
前記複数の圧送系統は、前記複数の燃料噴射弁(6)へ圧送する燃料の圧送周期が重複せず、前記圧送周期が隣接または連続する2気筒のプランジャポンプで構成されていることを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項4に記載の燃料供給システムにおいて、
前記データ作成手段は、前記プランジャポンプの1サイクル分に相当する算出期間(T)毎に燃料の仮圧送量を算出して複数の仮圧送量データを作成することを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項5に記載の燃料供給システムにおいて、
前記データ作成手段は、前記プランジャポンプの2サイクル分に相当する期間で、且つ前記所定のサンプリング周期(t)分ずれた期間毎に、前記算出期間(T)が隣接または連続する仮圧送量データの組み合わせを作成することを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項6に記載の燃料供給システムにおいて、
前記故障診断装置(7)は、前記複数の仮圧送量データおよび前記仮圧送量データの組み合わせを所定の形式で表したデータテーブルに格納するデータ記憶手段を備えたことを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項6または請求項7に記載の燃料供給システムにおいて、
前記データ比較手段は、前記仮圧送量データの組み合わせを比較することを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項1ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載の燃料供給システムにおいて、
前記異常診断手段は、前記仮圧送量の乖離が異常判定値以上となる組み合わせが、所定数以上の場合、当該圧送系統が異常な圧送系統であると診断することを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項1ないし請求項9のうちのいずれか1つに記載の燃料供給システムにおいて、
前記高圧燃料ポンプ(2)から導入された燃料を前記複数の燃料噴射弁(6)へ分配供給するコモンレール(5)を備えたことを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項10に記載の燃料供給システムにおいて、
前記高圧燃料ポンプ(2)は、前記複数の圧送系統から前記コモンレール(5)へ圧送される燃料の圧送量を調量する電磁弁を有していることを特徴とする燃料供給システム。 - 請求項10または請求項11に記載の燃料供給システムにおいて、
前記燃料圧力センサ(12)は、前記コモンレール(5)の内部に導入された燃料の圧力に対応した信号を出力することを特徴とする燃料供給システム。
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