内燃机的燃料喷射控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明的课题在于，在具备低压燃料泵和高压燃料泵的内燃机的燃料喷射控制系统中，高精度地检测包含高压燃料泵的燃料喷射系统的故障。为了解决该课题，本发明在具备低压燃料泵和高压燃料泵的内燃机的燃料喷射控制系统中，检测出高压燃料泵的排出不良的情况下，判断在使低压燃料泵的排出压力增加之后是否发生了高压燃料泵的排出不良，并且在发生了高压燃料泵的排出不良的情况下判定包含高压燃料泵的燃料喷射系统发生了故障。
【专利说明】内燃机的燃料喷射控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备从燃料罐汲取燃料的低压燃料泵、和使从低压燃料泵排出的燃料升压的高压燃料泵的内燃机的燃料喷射控制系统。
【背景技术】
[0002]提出有一种直接喷射式内燃机的控制装置(例如，参照专利文献I)，该装置具备:向汽缸内喷射燃料的燃料喷射阀；使从燃料罐汲取的燃料升压的高压泵；将从高压泵排出的燃料向燃料喷射阀引导的高压燃料通道；通过模型计算来预测高压燃料通道内的燃料压力的燃料压力预测单元；对高压燃料通道内的燃料压力进行测定的燃料压力传感器；以及当由燃料压力预测单元预测出的燃料压力与由燃料压力传感器测定出的燃料压力之差超过误差的范围时，判定从高压泵到燃料喷射阀的高压燃料系统为异常的异常判定单元。
[0003]在专利文献2中记述了如下技术:在具备从燃料罐汲取燃料的低压燃料泵和使从低压燃料泵排出的燃料升压的高压燃料泵的内燃机中，通过开控制及闭环控制来对高压燃料泵进行控制，并且在此时的控制量成为临界值以上时判定在第二泵中发生了气蚀。
[0004]在专利文献3中记述了如下技术:在高压燃料泵的电磁芯轴阀进行动作时，根据从高压燃料泵排出的燃料压力的变化，来判定高压燃料泵的故障。
[0005]在专利文献4中记述了如下技术:在具备从燃料罐汲取燃料的低压燃料泵和使从低压燃料泵排出的燃料升压的高压燃料泵的内燃机中，高压燃料泵的驱动占空比成为规定值以上时，使低压燃料泵的排出压力(供给压)上升。
[0006]专利文献1:日本特开2009-103059号公报
[0007]专利文献2:日本特开2003-222060号公报
[0008]专利文献3:日本特开2006-037920号公报
[0009]专利文献4:日本特开2010-071224号公报
[0010]然而，在具备低压燃料泵和高压燃料泵的内燃机的燃料喷射控制系统中，高压燃料泵的排出不良不仅在包含高压燃料泵的燃料喷射系统产生故障的情况下发生，还可能在从低压燃料泵到高压燃料泵的燃料路径内产生燃料的蒸气(蒸发)的情况下发生。
[0011]但是，按照上述的专利文献I至4所记述的方法，在发生高压泵的排出不良的情况下，不能区分其原因在于燃料喷射系统的故障、还是在于燃料的蒸气。
【发明内容】
[0012]本发明是鉴于上述的情况作出的，其目的在于，在具备低压燃料泵和高压燃料泵的内燃机的燃料喷射控制系统中，高精度地检测包含高压燃料泵的燃料喷射系统的故障。
[0013]本发明为了解决上述课题，在具备低压燃料泵和高压燃料泵的内燃机的燃料喷射控制系统中，检测出高压燃料泵的排出不良的情况下，判断在使低压燃料泵的排出压力增加之后是否发生了高压燃料泵的排出不良，并且在发生了高压燃料泵的排出不良的情况下判定包含高压燃料泵的燃料喷射系统发生了故障。[0014]详细而言，本发明是利用高压燃料泵使从低压燃料泵排出的燃料升压并向燃料喷射阀供给的内燃机的燃料喷射控制系统，该系统具备:
[0015]燃料压力传感器，其对从上述高压燃料泵排出的燃料的压力进行检测；
[0016]检测部，其以上述燃料压力传感器的检测值相对于上述高压燃料泵的驱动时间的变化量为参数，对上述高压燃料泵的排出不良进行检测；
[0017]增压部，其在上述检测部检测出上述高压燃料泵的排出不良时，使上述低压燃料泵的排出压力增加；以及
[0018]判定部，其在上述增压部使上述低压燃料泵的排出压力上升之后上述检测部再次检测出上述高压燃料泵的排出不良的情况下，判定包含上述高压燃料泵的燃料喷射系统发生了故障。
[0019]按照本发明，以燃料压力传感器的检测值相对于高压燃料泵的驱动时间(排出时间)的变化量为参数，对高压燃料泵的排出不良进行检测。例如，在与高压燃料泵的驱动时间同步而燃料压力传感器的检测值不增加的情况、或者增加量少的情况下，判断发生了高压燃料泵的排出不良。
[0020]在此，高压燃料泵的排出不良，不仅在包含高压燃料泵的燃料喷射系统产生故障的情况(发生了电线束的断线、可动部的紧固粘接等的情况下)下发生，还可能在从低压燃料泵到高压燃料泵的燃料路径(以下，称作“低压燃料通道”)中产生燃料的蒸气的情况下发生。
[0021]在高压燃料泵的排出不良起因于燃料的蒸气的情况下，通过使低压燃料泵的排出压力增加来消除高压燃料泵的排出不良。另一方面，在高压燃料泵的排出不良起因于燃料喷射系统的故障的情况下，即便使低压燃料泵的排出压力增加，也无法消除高压燃料泵的排出不良。
[0022]相对于此，本发明的内燃机的燃料喷射控制系统，在检测出高压燃料泵的排出不良时，在使低压燃料泵的排出压力增加之后，再次执行用于检测高压燃料泵的排出不良的处理。按照这样的方法，能够在低压燃料泵的排出压力增加之后再次检测出高压燃料泵的排出不良的情况下，判定包含高压燃料泵的燃料喷射系统发生了故障。另一方面，能够在低压燃料泵的排出压力增加之后而未检测出高压燃料泵的排出不良的情况下，判定出在低压燃料通道中发生了燃料的蒸气。
[0023]因此，按照本发明，在具备低压燃料泵和高压燃料泵的内燃机的燃料喷射控制系统中，能够高精度地检测出包含高压燃料泵的燃料喷射系统的故障。并且，按照本发明，能够辨别高压燃料泵的排出不良是起因于燃料喷射系统的故障、还是起因于低压通道中的燃料的蒸气。
[0024]本发明在具备多组的输出管和多组的高压燃料泵的内燃机中也有效。在具备多组的输出管和多组的高压燃料泵的内燃机中，有时使多个输出管相互连通，并且只在多个输出管中的任一个设置燃料压力传感器。
[0025]这种情况下，以燃料压力传感器的检测值为参数对所有的高压燃料泵的排出压力进行控制。例如，对所有的高压燃料泵的排出压力进行反馈控制，以使燃料压力传感器的检测值与目标值一致。由此，即便在部分高压燃料泵发生了排出不良的情况下，也存在燃料压力传感器的检测值收敛为目标值的可能性。这种情况下，存在很难检测高压燃料泵的排出不良的可能性。
[0026]相对于此，本发明的检测部由于以燃料压力传感器的检测值相对于各高压燃料泵的驱动时间的变化量为参数来检测排出不良，所以能够个别地检测出各高压燃料泵的排出不良，其结果，能够回避在部分高压燃料泵发生了排出不良的状态下继续进行动作的事态。
[0027]本发明的内燃机的燃料喷射控制系统还可具备补偿部，在增压部使低压燃料泵的排出压力上升之后如果没有再次检测出高压燃料泵的排出不良，则该补偿部使低压燃料泵的目标排出压力增加。即，本发明的内燃机的燃料喷射控制系统，还可具备在由于低压燃料通道中的燃料的蒸气而发生高压燃料泵的排出不良的情况下，使低压燃料泵的目标排出压力增加的补偿部。这种情况下，由于抑制了低压燃料通道中的燃料的蒸气，所以能够消除高压燃料泵的排出不良。
[0028]本发明还可具备控制部和修正部，上述控制部对高压燃料泵的驱动信号进行反馈控制以使高压燃料泵的排出压力收敛为目标压力，上述修正部根据反馈控制中所使用的修正项的值来对上述低压燃料泵的目标排出压力进行增加修正或者减少修正。
[0029]这种情况下，在由补偿部使低压燃料泵的目标排出压力增加之后，与增加之前相t匕，修正部使每单位时间的减少修正量减少。此外，在由补偿部使低压燃料泵的目标排出压力增加之后，与目标排出压力增加之前相比，修正部也可以使每单位时间的增加修正量增多。并且，在由补偿部使低压燃料泵的目标排出压力增加之后，与目标排出压力增加之前相t匕，修正部还可以提高低压燃料泵的目标排出压力的下限值。
[0030]当如上述那样决定减少修正量、增加修正量或者下限值时，在低压燃料通道内很难产生燃料的蒸气。其结果，引起高压燃料泵的排出不良的可能性也低。因此，燃料压力传感器的检测值容易收敛为目标值，燃料喷射量很难乖离目标燃料喷射量。
[0031]按照本发明，在具备低压燃料泵和高压燃料泵的内燃机的燃料喷射控制系统中，能够高精度地检测出包含高压燃料泵的燃料喷射系统的故障。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为表示第一实施例中的内燃机的燃料喷射控制系统的简要结构的图。
[0033]图2为表示在排出时间Tej与燃料喷射时间Tfinj不重复的情况下，实际燃料压力Pfact相对于曲轴的旋转位置(CA)的变化的图。
[0034]图3为表示在排出时间Tej与燃料喷射时间Tfinj重复的情况下，实际燃料压力Pfact相对于曲轴的旋转位置(CA)的变化的图。
[0035]图4为表示故障检测处理程序的流程图。
[0036]图5为表示第二实施例中的内燃机的燃料喷射控制系统的简要结构的图。
[0037]图6为表示排出时间Tej与燃料喷射时间Tfinj不重复的情况下，实际燃料压力Pfact相对于曲轴的旋转位置(CA)的变化的图。
[0038]图7为表示排出时间Tej与燃料喷射时间Tfinj重复的情况下，实际燃料压力Pfact相对于曲轴的旋转位置(CA)的变化的图。
【具体实施方式】
[0039]以下，基于附图对本发明的【具体实施方式】进行说明。本实施方式所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、相对配置等，只要无特殊记载，则发明的技术范围并不仅限于这些。
[0040]<实施例1>
[0041]首先，基于图1至图4对本发明的第一实施例进行说明。图1为表示本发明所涉及的内燃机的燃料喷射控制系统的简要结构的图。图1所示的燃料喷射控制系统为适用于串列四汽缸内燃机的燃料喷射控制系统，具备低压燃料泵I和高压燃料泵2。其中，内燃机的汽缸数不限于四个，既可以为五个以上，也可以为三个以下。
[0042]低压燃料泵I是用于汲取燃料罐3中所蓄留的燃料的泵，并且是由电力驱动的透平式泵(旋涡式泵)。从低压燃料泵I排出的燃料通过低压燃料通道4而导向高压燃料泵2的进油口。
[0043]高压燃料泵2是用于使从低压燃料泵I排出的燃料升压的泵，并且是由内燃机的动力(例如，凸轮轴的旋转力)驱动的往复式的泵(柱塞式泵)。在高压燃料泵2的进油口，设有切换该进油口的导通与闭塞的进油阀2a。进油阀2a为电磁驱动式的阀机构，通过变更对柱塞的位置的开闭时间，来变更高压燃料泵2的排出量。此外，在高压燃料泵2的排出口，连接有高压燃料通道5的基端。高压燃料通道5的终端与输出管6连接。
[0044]在输出管6连接有多个燃料喷射阀7，从高压燃料泵2向输出管6压送的高压燃料向各燃料喷射阀7分配。燃料喷射阀7为向内燃机的汽缸内直接喷射燃料的阀机构。
[0045]另外，在上述燃料喷射阀7那样的直接喷射用燃料喷射阀的基础上，内燃机安装有用于向进气通道(进气口)内喷射燃料的口喷射用燃料喷射阀的情况下，还可以构成为，从低压燃料通道4的途中分岔而向口喷射用输出管供给低压的燃料。
[0046]在上述的低压燃料通道4的途中，配置有脉动衰减器11。脉动衰减器11用于衰减由上述高压燃料泵2的动作(吸引动作和排出动作)引起的燃料的脉动。此外，在上述的低压燃料通道4的途中，连接有分岔通道8的基端。分岔通道8的终端与燃料罐3连接。在分岔通道8的途中设有调压器9。调压器9构成为，通过低压燃料通道4内的压力(燃料压力)超过规定值时开阀而使低压燃料通道4内的剩余的燃料经由分岔通道8返回燃料罐3。
[0047]在上述的高压燃料通道5的途中，配置有止回阀10。止回阀10允许从上述高压燃料泵2的排出口向上述输出管6的流动，并且限制从上述输出管6向上述高压燃料泵2的排出口的流动。
[0048]在上述的输出管6，连接有用于使该输出管6内的剩余的燃料返回上述燃料罐3的返回通道12。在返回通道12的途中，配置有切换该返回通道12的导通与切断的安全阀13。安全阀13为电动式或电磁驱动式的阀机构，在输出管6内的燃料压力超过目标值时开阀。
[0049]在上述返回通道12的途中，连接有连通通道14的终端。上述连通通道14的基端与上述高压燃料泵2连接。该连通通道14为用于将从上述高压燃料泵2排出的剩余燃料引向上述返回通道12的通道。
[0050]在此，本实施例的燃料供给系统具备用于对上述的各设备进行电控制的ECU15。E⑶15为具备CPU、ROM、RAM、备份RAM等的电控单元。E⑶15与燃料压力传感器16、进气温度传感器17、加速踏板位置传感器18、曲轴位置传感器19等各种传感器电连接。
[0051]燃料压力传感器16为输出与输出管6内的燃料压力(高压燃料泵的排出压力)相关的电信号的传感器。进气温度传感器17输出与进入内燃机的空气的温度相关的电信号。加速踏板位置传感器18输出与加速踏板的操作量(加速踏板开度)相关的电信号。曲轴位置传感器19为输出与内燃机的输出轴(曲轴)的旋转位置相关的电信号的传感器。
[0052]E⑶15基于上述的各种传感器的输出信号，控制低压燃料泵1、进油阀2a。例如，ECU15以使燃料压力传感器16的输出信号(实际燃料压力)收敛为目标值的方式，调整进油阀2a的开闭时间。此时，ECU15基于实际燃料压力与目标值之差，对进油阀2a的控制量即驱动占空比(螺线管的通电时间与非通电时间之比)Dh进行反馈控制。具体而言，E⑶15对进油阀2a的驱动占空比Dh，进行基于实际燃料压力与目标值的偏差的比例积分控制(PI控制)。其中，上述的目标值为根据燃料喷射阀7的目标燃料喷射量决定的值。
[0053]在上述的比例积分控制中，E⑶15通过对根据目标燃料喷射量决定的控制量(前馈项)TfT、根据实际燃料压力与目标值之差(以下，称作“燃料压力差”)的大小决定的控制量(比例项)Tp、和对实际燃料压力与目标值之差的一部分进行积分运算的控制量(积分项)Ti进行相加，算出驱动占空比Dh。
[0054]另外，上述燃料压力差与前馈项Tff的关系、以及上述燃料压力差与比例项Tp的关系，根据预先利用实验等的适合作业来决定。此外，在上述燃料压力差中，对于被加在积分项Ti上的量的比例，也根据预先利用实验等的适合作业来决定。
[0055]通过这种方法，E⑶15运算进油阀2a的驱动占空比Dh，实现本发明所涉及的控制部。
[0056]此外，E⑶15为了尽可能地降低低压燃料泵I的消耗电力，执行使低压燃料泵I的排出压力(供给压)下降的处理(下降处理)。具体而言，ECU15按照以下的式子(1)，运算低压燃料泵I的排出压力(低压燃料泵I的驱动信号Dl)。
[0057]Dl = Dlold+A Ti*F_Cdwn...(I)
[0058]式子⑴中的Dlold为驱动信号Dl的前次值。式子⑴中的ATi为上述比例积分控制中所使用的积分项Ti的变化量(例如，驱动占空比Dh的前次的运算中所使用的积分项Tiold与本次的运算中所使用的积分项Ti之差(T1-Tiold))。式子(I)中的F为修正系数。其中，积分项Ti的变化量ATi为正值时使用I以上的增加系数Fi来作为修正系数F，上述变化量ATi为负值时使用不到I的减少系数Fd来作为修正系数F。此外，式子(I)中的Cdwn为下降常数。
[0059]当按照上述式子(I)决定低压燃料泵I的驱动信号Dl时，上述积分项Ti表示增加倾向时(ATi >0)低压燃料泵I的驱动信号Dl增加(排出压力上升)，上述积分项Ti表示减少倾向时(ATi < 0)低压燃料泵I的驱动信号Dl减少(排出压力下降)。其结果，能够抑制高压燃料泵2的吸引不良并且使低压燃料泵I的排出压力下降。
[0060]然而，当包含高压燃料泵2的燃料喷射系统发生故障(例如，电线束的断线、进油阀2a的紧固粘接、柱塞粘着(plunger stick)等)时,会发生高压燃料泵2的排出不良。然而，在上述的下降处理的执行中，由于低压燃料泵I的排出压力下降，存在低压燃料通道4内会产生燃料压力小于燃料的饱和蒸气压的可能性。这种情况下，低压燃料通道4内发生燃料的蒸气。其结果，会发生高压燃料泵2的吸引不良，由此还会发生高压燃料泵2的排出不良。
[0061]因此，在上述的下降处理执行中发生高压燃料泵2的排出不良的情况下，需要辨别其原因在于燃料喷射系统的故障、还是在于低压燃料通道4内的燃料的蒸气。[0062]为此，本实施例的内燃机的燃料喷射控制系统，在发生高压燃料泵2的排出不良的情况下，进行用于使低压燃料泵I的排出压力增加的增压处理之后，再次执行用于对高压燃料泵2的排出不良进行检测的处理。
[0063]以下，对本实施例的故障检测处理的执行方法进行叙述。
[0064]首先，ECU15基于燃料压力传感器16的检测值相对于高压燃料泵2的驱动时间(排出时间)的变化量，检测高压燃料泵2的排出不良。图2为表示燃料压力传感器16的检测值(实际燃料压力Pfact)相对于曲轴的旋转位置(CA)的变化的图。图2中的Tej表示高压燃料泵2的驱动时间(排出时间)，图2中的Tfinj表示燃料喷射阀7的动作时间(燃料喷射时间)。另外，在图2所示的例子中，高压燃料泵2在每个360°C A排出燃料(一次排出针对两个汽缸的燃料喷射量)，然而也可以在每个180°C A排出燃料(一次排出针对一个汽缸的燃料喷射量)。
[0065]在没有发生高压燃料泵2的排出不良时，如图2中的(a)所示，在高压燃料泵2的排出时间Tej实际燃料压力增加，在燃料喷射时间Tfinj实际燃料压力下降。相对于此，在发生高压燃料泵2的排出不良时，如图2中的(b)所示，在高压燃料泵2的排出时间Tej实际燃料压力几乎不增加。因此，ECU15在从高压燃料泵2的排出时间起的规定期间中的实际燃料压力Pfact的增加量APfact小于规定值的情况下，能够判定出发生了高压燃料泵2的排出不良。
[0066]这里所说的“规定期间”，例如相对于在没有发生高压燃料泵2的排出不良时，从高压燃料泵2排出的燃料到达输出管6所需的时间，根据预先使用实验等的适合的处理来决定。此外，“规定值”为，例如在没有发生高压燃料泵2的排出不良时，相当于所述规定期间中的实际燃料压力Pfact的增加量APfact所能取得的最小值的值，根据预先使用实验等的适合的处理来决定。
[0067]另外，在图2所示的例子中，示出了高压燃料泵2的排出时间Tej与燃料喷射阀7的燃料喷射时间Tfinj不重复的例子，但还可以想到排出时间Tej与燃料喷射时间Tfinj重复的情况(还包含排出期间与燃料喷射期间部分重复的情况)。图3为表示排出时间Tej与燃料喷射时间Tfinj同步的情况下，实际燃料压力Pfact相对于曲轴的旋转位置(CA)的变化的图。
[0068]在没有发生高压燃料泵2的排出不良的情况下，如图3中的(a)所示，在排出时间Tej实际燃料压力增加。另一方面，当发生高压燃料泵2的排出不良时，如图3中的(b)所示，在排出时间Tej实际燃料压力不增加，而是与燃料喷射的量对应地下降。
[0069]因此，E⑶15能够在从排出时间Tej起的规定期间中的实际燃料压力Pfact的增加量APfact小于规定值的情况下，判定出发生了高压燃料泵2的排出不良。然而，没有发生高压燃料泵2的排出不良时的增加量APfact，与排出时间Tej与燃料喷射时间Tfinj不重复的情况下相比，重复的情况下增加量APfact减少。因此，优选将排出时间Tej与燃料喷射时间Tfinj重复的情况的规定值，设定为比排出时间Tej与燃料喷射时间Tfinj不重复的情况的规定值少的量。更优选为，将排出时间Tej与燃料喷射时间Tfinj重复的情况的规定值，以高压燃料泵2的排出量及燃料喷射阀7的燃料喷射量为参数进行变更。
[0070]接着，ECU15在判定出发生了高压燃料泵2的排出不良的情况下，执行使低压燃料泵I的排出压力增加的处理(增压处理)。此时的增加量为以使低压燃料通道4内的燃料压力相对于燃料的饱和蒸气压变得足够高的方式设定的量，根据预先使用实验等的适合的处理来决定。
[0071]ECU15在执行了上述的增压处理的状态下，再次对从高压燃料泵2的排出时间起的规定期间中的实际燃料压力Pfact的增加量APfact进行检测，判断再次检测出的增加量APfact是否小于上述规定值。
[0072]在此，如果高压燃料泵2的排出不良起因于燃料的蒸气，则通过上述增压处理的执行就可以消除高压燃料泵2的排出不良。另一方面，如果高压燃料泵2的排出不良起因于燃料喷射系统的故障，则即便执行上述增压处理也无法消除高压燃料泵2的排出不良。因此，ECU15如果在上述增压处理的执行中再次检测出的增加量APfact小于规定值，则判定高压燃料泵2发生了故障。此外，ECU15如果在上述增压处理的执行中再次检测出的增加量A Pfact为规定值以上，则判定高压燃料泵2正常，且在低压燃料通道4内产生了燃料的蒸气。
[0073]如果通过这样的方法执行故障检测处理，则能够准确地检测出包含高压燃料泵2的燃料喷射系统的故障。换而言之，在发生了高压燃料泵2的排出不良的情况下，能够辨别其原因在于燃料喷射系统的故障、还是在于低压燃料通道4内的燃料的蒸气。
[0074]在高压燃料泵2的排出不良起因于燃料喷射系统的故障的情况下，ECU15对用户(例如，搭载了内燃机的车辆的驾驶者)报知故障的发生。作为此时的报知方法，可以利用使设在车厢内的扬声器输出警报音的方法、使设在车厢内的警报灯亮灯的方法、或者使设在车厢内的显示装置显示警报信息的方法等。当通过这种方法知晓了故障的发生时，用户可停止内燃机的运转、或者向修理设施移动车辆。
[0075]另一方面，在高压燃料泵2的排出不良起因于低压燃料通道4内的燃料的蒸气的情况下，ECU15可以使低压燃料泵I的目标排出压力增加、或者变更上述的下降处理所使用的修正系数F(增加系数Fi及减少系数Fd)、下降常数Cdwn，并且变更低压燃料泵I的目标排出压力的下限值，在此基础上执行下降处理。
[0076]例如，E⑶15在通过上述的故障检测处理的执行而检测出低压燃料通道4内的燃料的蒸气时，首先终止增压处理及下降处理。接着，ECU15执行使低压燃料泵I的目标排出压力增加一定量的处理(补偿处理)。该补偿处理反复执行直至高压燃料泵2的排出不良消除。也就是说，低压燃料泵I的目标排出压力在高压燃料泵2的排出不良被消除之前是阶段性增加的。
[0077]E⑶15当高压燃料泵2的排出不良被消除之后，结束补偿处理的执行，并且再次开始执行下降处理。此时，E⑶15在变更修正系数F、下降常数Cdwn以及下限值之后，再次开始执行下降处理。详细而言，ECU15与检测出高压燃料泵2的排出不良之前相比，减小减少系数Fd以及下降常数Cdwn，并且增大增加系数Fi以及下限值。这样，当变更修正系数F、下降常数Cdwn、以及下限值时，能够在抑制低压燃料通道4内的燃料的蒸气或高压燃料泵2的排出不良的再次发生的同时执行下降处理。
[0078]以下，沿着图4对本实施例中的故障检测处理的执行顺序进行说明。图4为表示故障检测处理程序的流程图。故障检测处理程序为预先存储于ECU15的ROM中的程序，在上述下降处理的执行中由E⑶15周期性地执行。
[0079]在故障检测程序中，ECU15首先在SlOl中对从排出时间Tej起的规定期间中的实际燃料压力的增加量A Pfact进行检测(运算)。详细而言，E⑶15在根据曲轴位置传感器19的检测值确定的曲轴的旋转位置与排出时间Tej —致时，读取燃料传感器16的检测值(以下，称作“第一实际燃料压力”)。接着，ECU15在从曲轴的旋转位置与排出时间Tej —致的时期起经过规定期间后再次读取燃料压力传感器16的检测值(以下，称作“第二实际燃料压力”)。E⑶15通过从第二实际燃料压力减去第一实际燃料压力，算出增加量APfact。
[0080]在S102中，E⑶15判断在上述SlOl中检测(运算)出的增加量A Pfact是否小于规定值。在上述增加量APfact为规定值以上时，不发生高压燃料泵2的排出不良。因此，E⑶15在S102中作出否定判定的情况(APfact≤规定值)下，暂时终止本程序的执行。
[0081]另一方面，在上述增加量A Pfact小于规定值的情况下，发生高压燃料泵2的排出不良。因此，E⑶15在上述S102中作出肯定判定的情况(APfact <规定值)下，在S103至Slll中辨别高压燃料泵2的排出不良是起因于燃料喷射系统的故障、还是起因于低压燃料通道4中的燃料的蒸气。其中，通过E⑶15执行SlOl以及S102的处理而实现本发明所涉及的检测部。
[0082]在S103中，E⑶15执行用于使低压燃料泵I的目标排出压力增加的增压处理。此时，目标排出压力的增加量，被设定为使低压燃料通道4内的燃料压力相比燃料的饱和蒸气压足够高。通过E⑶15执行S103的处理，实现本发明所涉及的增压部。
[0083]在S104中，E⑶15再次对从排出时间Tej起的规定期间中的实际燃料压力的增加量A Pfact进行检测(运算)。此时的检测(运算)方法，与上述SlOl中的增加量APfact的检测(运算)方法相同。
[0084]在S105中，E⑶15判断在上述S104中再次检测(运算)出的增加量APfact是否小于规定值。这里所说的规定值与上述S102中的规定值为相等的值。
[0085]在上述增压处理的执行中，低压燃料通道4内的燃料压力相比燃料的饱和蒸气压足够高。因此，如果高压燃料 泵2的排出不良起因于低压燃料通道4中的燃料的蒸气，则在上述S104中再次检测出的增加量 APfact成为规定量以上。另一方面，如果高压燃料泵2的排出不良起因于燃料喷射系统的故障，则在上述S104中再次检测出的增加量△ Pfact会小于规定量。
[0086]因此，如果在上述S104中再次检测出的增加量APfact为规定量以上，则可以视为因低压燃料通道4内的燃料的蒸气而发生了高压燃料泵2的排出不良。相对于此，如果在上述S104中再次检测出的增加量APfact小于规定量，则可以视为因燃料喷射系统的故障而发生了高压燃料泵2的排出不良。
[0087]为此，E⑶15在上述S105中作出肯定判定的情况(APfact <规定值)下，进入S106，判定包含高压燃料泵2的燃料喷射系统发生了故障。此时，E⑶15可以将燃料喷射系统的故障报知于用户。通过E⑶15执行S105以及S106的处理，实现本发明所涉及的判定部。
[0088]另一方面，在上述S105中作出否定判定的情况(APfact≤规定值)下，E⑶15进A S107。在S107中，E⑶15结束增压处理与下降处理的执行。
[0089]在S108中，E⑶15执行将低压燃料泵I的目标排出压力提高一定量的补偿处理。这里所说的“一定量”为比在上述增压处理中使低压燃料泵I的目标排出压力增加时所使用的增加量小的值，且是根据预先使用实验等的适合的处理来决定的值。其中，通过ECU15执行S108的处理，实现本发明所涉及的补偿部。
[0090]在S109中，E⑶15判断是否消除了高压燃料泵2的排出不良。此时的判断方法与在上述的SlOl以及S102、或者在S104以及S105中利用的方法相同。在S109中作出否定判定的情况下，E⑶15返回上述S108，再次执行补偿处理。也就是说，E⑶15使低压燃料泵I的目标排出压力进一步提高。这样的补偿处理被反复执行直至高压燃料泵2的排出不良被消除。
[0091]在上述S109中作出肯定判定的情况下，ECU15进入S110。在SllO中，ECU15变更下降处理的执行时所使用的减少系数Fd、增加系数F1、下降常数Cdwn以及下限值。详细而言，ECU15与在上述S102中检测出高压燃料泵2的排出不良之前相比，减小减少系数Fd以及下降常数Cdwn，并且增大增加系数Fi以及下限值。
[0092]在Slll中，E⑶15使用在上述SllO中进行变更了的减少系数FcU增加系数F1、下降常数Cdwn以及下限值，再次开始执行下降处理。这种情况下，能够在抑制低压燃料通道4中的燃料的蒸气、高压燃料泵2的排出不良的同时使低压燃料泵I的排出压力降低。
[0093]按照以上叙述的实施例，能够在具备低压燃料泵和高压燃料泵的内燃机的燃料喷射控制系统中，高精度地检测高压燃料泵的故障，并且在抑制起因于低压燃料通道中的燃料的蒸气的高压燃料泵的排出不良的同时进行下降处理。
[0094]<实施例2>
[0095]下面，基于图5至图7对本发明所涉及的内燃机的燃料喷射控制系统的第二实施例进行说明。在此，对与上述的第一实施例不同的结构进行说明，对于相同的结构省略说明。
[0096]前述的第一实施例与本实施例的不同点在于，包含高压燃料泵的燃料喷射系统设有多个。图5为表示本实施例中的内燃机的燃料喷射控制系统的简要结构的图。图5所示的燃料喷射控制系统为适用于V型8汽缸内燃机的系统。其中，内燃机不限于V型8汽缸，还可以为具备多个汽缸组和每个汽缸组都具备独立的燃料喷射系统的内燃机。
[0097]在图5中，低压燃料通道4在途中一分为二而分别与两个高压燃料泵2、20的进油阀2a、20a连接。在从低压燃料通道4分岔的两条通道，分别配置有第一脉动衰减器11和第二脉动衰减器110。另外，在以下，将高压燃料泵2称作第一高压燃料泵2，将高压燃料泵20称作第二高压燃料泵20。此外，将进油阀2a称作第一进油阀2a，将进油阀20a称作第二进油阀20a。
[0098]第一高压燃料泵2的排出口经由第一高压燃料通道5而与第一输出管6连接。在第一高压燃料通道5的途中，配置有第一止回阀10。在第一输出管6，连接有四个燃料喷射阀7。上述四个燃料喷射阀7为向设置于内燃机的一个汽缸组中的汽缸内直接喷射燃料的阀机构。
[0099]第二高压燃料泵20的排出口经由第二高压燃料通道50而与第二输出管60连接。在第二高压燃料通道50的途中，配置有第二止回阀100。在第二输出管60，连接有四个燃料喷射阀7。上述四个燃料喷射阀7为向设置于内燃机的另一汽缸组中的汽缸内直接喷射燃料的阀机构。
[0100]第一输出管6和第二输出管60通过调压通道61而相互连接。调压通道61为用于消除第一输出管6与第二输出管60的压力差的通道。也就是说，第一输出管6内的燃料压力与第二输出管60内的燃料压力通过调压通道61而保持相同。因此，燃料压力传感器16只安装于第一输出管6和第二输出管60中的一个上(在图5所示例子中，第一输出管6)。
[0101]在第一输出管6，连接有用于使该第一输出管6内的剩余燃料返回上述燃料罐3的返回通道12。在返回通道12的途中，配置有切换该返回通道12的导通和切断的安全阀
13。安全阀13为电动式或者电磁驱动式的阀机构，在输出管6内的燃料压力超过目标值时开阀。
[0102]在上述返回通道12的途中，连接有第一连通通道14及第二连通通道140。第一连通通道14为用于将从第一高压燃料泵2排出的剩余燃料引向返回通道12的通道。此外，第二连通通道14为用于将从第二高压燃料泵20排出的剩余燃料引向返回通道12的通道。
[0103]在这样构成的内燃机的燃料喷射控制系统中，ECU15对第一高压燃料泵2及第二高压燃料泵20的排出压力(第一进油阀2a以及第二进油阀20a的驱动占空比Dh)进行控制，以使燃料压力传感器16的检测值收敛于目标值。
[0104]然而，如果基于一个燃料压力传感器16的检测值控制两个高压燃料泵2、20的排出压力，则即便在第一高压燃料泵2或第二高压燃料泵20中的任何一个引起排出不良的情况下，也存在燃料压力传感器16的检测值(实际燃料压力)收敛于目标值的可能性。即，存在因第一高压燃料泵2和第二高压燃料泵20中的任意的另一方的排出压力增加，而一方的排出不良被弥补的可能性。这样情况下，存在第一高压燃料泵2或第二高压燃料泵20的排出不良未被检测出的状态下，内燃机继续运转的可能性。其结果，还存在引起排出不良的高压燃料泵2、20在润滑不良的状态下动作、或者高压燃料泵2、20的故障检测延迟的可能性。
[0105]针对于此，本实施例的内燃机的燃料喷射控制系统，与上述的第一实施例同样地，基于燃料压力传感器16的检测值相对于各高压燃料泵2、20的驱动时间(排出时间Tej)的变化量，来检测高压燃料泵2、20的排出不良。
[0106]图6为表示在高压燃料泵2、20的排出时间Tejl、Tej2与燃料喷射阀7的燃料喷射时间Tfinj不重复的情况下，燃料压力传感器16的检测值(实际燃料压力Pfact)相对于曲轴的旋转位置(CA)的变化的图。图6中的Tejl表示第一高压燃料泵2的排出时间，Tej2表示第二高压燃料泵20的排出时间。此外，图5中的Tfinj表示燃料喷射阀7的动作时间(燃料喷射时间)。
[0107]其中，在图6所示的例子中，高压燃料泵2、20在每个360°CA排出(一次排出针对两个汽缸的燃料喷射量)燃料，但还可以在每个180°CA排出(一次排出针对一个汽缸的燃料喷射量)燃料。
[0108]在没有发生高压燃料泵2的排出不良时，如图6中的(a)所示，高压燃料泵2、20的排出时间Tejl、Tej2实际燃料压力增加，在燃料喷射时间Tfinj实际燃料压力下降。相对于此，在发生高压燃料泵2、20中的任一方的排出不良时，如图6中的(b)所示，在高压燃料泵2、20中的任一方的排出时间Tejl、Tej2实际燃料压力几乎不增加。其中，图6中的(b)表示发生了第二高压燃料泵20的排出不良的情况。
[0109]因此，E⑶15能够在从高压燃料泵2、20中任一方的排出时间Tejl、Tej2起的规定期间中的实际燃料压力Pfact的增加量APfact低于规定值的情况下，判定出高压燃料泵
2、20中的任一方发生了排出不良。[0110]接着，图7为表示在排出时间Tejl、Tej2与燃料喷射时间Tfinj同步的情况下，实际燃料压力Pfact相对于曲轴的旋转位置(CA)的变化的图。
[0111]在没有发生高压燃料泵2、20的排出不良的情况下，如图7中的(a)所示，在排出时间Tejl、Tej2实际燃料压力增加。另一方面，在高压燃料泵2、20中的任一方发生排出不良时，如图7中的(b)所示，在高压燃料泵2、20中的任一方的排出时间Tejl、Tej2实际燃料压力不增加，而是与燃料喷射的量对应地下降。其中，图7中的(b)表示发生了第二高压燃料泵20的排出不良的情况。
[0112]因此，E⑶15能够在从高压燃料泵2、20中的任一方的排出时间Tejl、Tej2起的规定期间中的实际燃料压力Pfact的增加量APfact低于规定值的情况下，判定出高压燃料泵2、20中的任一方发生了排出不良。
[0113]然而，没有发生高压燃料泵2、20的排出不良时的增加量APfact，与排出时间Tejl、Tej2与燃料喷射系统Tfinj不重复的情况相比，重复的情况下增加量APfact减少。为此，排出时间Tejl、Tej2与燃料喷射时间Tfinj重复的情况的规定值，设定为比排出时间TejU TeJ2与燃料喷射时间Tfinj不重复的情况的规定值少的量。
[0114]检测出第一高压燃料泵2或第二高压燃料泵20后的处理，与上述的第一实施例相同。即，ECU15通过在增加低压燃料泵I的排出压力之后，再次执行对高压燃料泵2、20的排出不良进行检测的处理，来辨别第一高压燃料泵2或第二高压燃料泵20的排出不良是起因于燃料喷射系统的故障、还是起因于低压燃料通道4中的燃料的蒸气。第一高压燃料泵2或第二高压燃料泵20的排出不 良起因于低压燃料通道4中的燃料的蒸气的情况下，ECU15首先执行补偿处理，接着变更减少系数Fd、增加系数F1、下降常数Cdwn、以及下限值，在此基础上再次开始执行下降处理。
[0115]按照以上所叙述的实施例，由于能够在提前检测出第一高压燃料泵2或第二高压燃料泵20的排出不良，所以能够回避引起排出不良的高压燃料泵2、20在润滑不良的状态下继续动作的事态。此外，还能够辨别出高压燃料泵2、20的排出不良是起因于燃料喷射系统的故障、还是起因于低压燃料通道4中的燃料的蒸气。并且在因低压燃料通道4中的燃料的蒸气而发生了高压燃料泵2、20的排出不良的情况下，能够在抑制高压燃料泵2、20的排出不良的同时进行下降处理。
[0116]符号的说明
[0117]1...低压燃料泵；2...高压燃料泵(第一高压燃料泵)；2a...进油阀(第一进油阀)；3...燃料罐；4 ?…低压燃料通道；5 ?…高压燃料通道(第一高压燃料通道)；
6...输出管(第一输出管)；7...燃料喷射阀；8...分岔通道；9...调压器；10...止回阀；
11...脉动衰减器(第一脉动衰减器);12...返回通道；13...安全阀；14...连通通道；
16...燃料压力传感器；17...进气温度传感器；18...加速踏板位置传感器；19...曲轴位置传感器；20...第二高压燃料泵；20a...第二进油阀；50...第二高压燃料通道；60...第二输出管；61...调压通道；100...第二止回阀；110...第二脉动衰减器；140...第二连通通道。
【权利要求】
1.一种内燃机的燃料喷射控制系统，该系统是利用高压燃料泵使从低压燃料泵排出的燃料升压并向燃料喷射阀供给的内燃机的燃料喷射控制系统，其中，该系统具备: 燃料压力传感器，其对从上述高压燃料泵排出的燃料的压力进行检测； 检测部，其以上述燃料压力传感器的检测值相对于上述高压燃料泵的驱动时间的变化量为参数，对上述高压燃料泵的排出不良进行检测； 增压部，其在上述检测部检测出上述高压燃料泵的排出不良时，使上述低压燃料泵的排出压力增加；以及 判定部，其在上述增压部使上述低压燃料泵的排出压力上升之后上述检测部再次检测出上述高压燃料泵的排出不良的情况下，判定为包含上述高压燃料泵的燃料喷射系统发生了故障。
2.根据权利要求1所述的内燃机的燃料喷射控制系统，其中，还具备相互连通的多个输出管， 上述高压燃料泵设于上述的多个输出管的每一个， 上述燃料压力传感器安装于上述的多个输出管的任一个， 上述检测部以上述燃料压力传感器的检测值相对于上述的多个高压燃料泵各自的驱动时间的变化量为参数，对上述的多个高压燃料泵各自的排出不良进行检测。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的燃料喷射控制系统，其中， 还包括补偿部，如果在上 述增压部使上述低压燃料泵的排出压力上升之后上述检测部没有再次检测出上述高压燃料泵的排出不良，则该补偿部使上述低压燃料泵的目标排出压力增加。
4.根据权利要求3所述的内燃机的燃料喷射控制系统，其中， 还包括控制部和修正部， 上述控制部对上述高压燃料泵的驱动信号进行反馈控制，以使上述高压燃料泵的排出压力收敛为目标压力， 上述修正部根据上述反馈控制中所使用的修正项的值，来对上述低压燃料泵的目标排出压力进行增加修正或者减少修正， 在由上述补偿部使上述低压燃料泵的目标排出压力增加之后，与目标排出压力增加之前相比，上述修正部使每单位时间的减少修正量减少。
5.根据权利要求3所述的内燃机的燃料喷射控制系统，其中， 还包括控制部和修正部， 上述控制部对上述高压燃料泵的驱动信号进行反馈控制，以使上述高压燃料泵的排出压力收敛为目标压力， 上述修正部根据上述反馈控制中所使用的修正项的值，来对上述低压燃料泵的排出压力进行增加修正或者减少修正， 在由上述补偿部使上述低压燃料泵的目标排出压力增加之后，与目标排出压力增加之前相比，上述修正部使每单位时间的增加修正量增多。
6.根据权利要求3所述的内燃机的燃料喷射控制系统，其中， 还包括控制部和修正部， 上述控制部对上述高压燃料泵的驱动信号进行反馈控制，以使上述高压燃料泵的排出压力收敛为目标压力， 上述修正部根据上述反馈控制中所使用的修正项的值，来对上述低压燃料泵的排出压力进行增加修正或者减少修正， 在由上述补偿部使上述低压燃料泵的目标排出压力增加之后，与目标排出压力增加之前相比，上述修正部提高上述低压燃料`泵的目标排出压力的下限值。
【文档编号】F02M37/08GK103502622SQ201180004048
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年4月27日 优先权日:2011年4月27日
【发明者】小岛进 申请人:丰田自动车株式会社