專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備供應(yīng)高壓燃料的高壓燃料泵合燃料噴射閥的內(nèi)燃機(jī)，尤其涉
及一種能夠可靠地使高壓燃料配管的燃料壓力下降的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
背景技術(shù)：
公知有一種將高壓燃料直接噴射向缸內(nèi)的缸內(nèi)噴射內(nèi)燃機(jī)。利用裝備在車輛的燃 料箱上的低壓燃料泵將燃料壓送向內(nèi)燃機(jī)。在內(nèi)燃機(jī)上安裝高壓燃料泵，將內(nèi)燃機(jī)作為驅(qū) 動(dòng)力，將壓送來(lái)的燃料進(jìn)一步升壓到高壓，并壓送向安裝有燃料噴射閥的高壓燃料配管。
近年來(lái)要求提高高壓燃料泵的噴出效率并且要求低摩擦化、小型化、輕量化。為了 滿足該要求，開(kāi)發(fā)出一種通過(guò)調(diào)整燃料的吸入量來(lái)調(diào)整噴出量的高壓燃料泵。在該類型的 高壓燃料泵中，通過(guò)從內(nèi)燃機(jī)的控制裝置對(duì)進(jìn)行吸入閥的驅(qū)動(dòng)的螺線管通驅(qū)動(dòng)電流來(lái)進(jìn)行 吸入量的調(diào)整。 在這樣的高壓燃料泵中，在向吸入閥供應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流的電氣配線斷線的情況下，假 想會(huì)出現(xiàn)無(wú)法對(duì)吸入閥進(jìn)行控制、由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的高壓燃料泵向高壓燃料配管過(guò)度壓 送的事態(tài)。但是，由于在高壓燃料泵或高壓燃料配管上裝備有安全閥，所以只要安全閥處于 正常狀態(tài)，則燃料壓力就不會(huì)上升到安全閥的開(kāi)閥壓力以上。 如上述安全閥那樣，在具備高壓燃料泵的系統(tǒng)中，在產(chǎn)生某種異常情況時(shí)需要迅 速控制燃料壓力的上升，確保安全性。 另一方面，在異常高壓狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間時(shí)，檢測(cè)出燃料供應(yīng)泵的異常故障，其中
異常高壓狀態(tài)是公共軌道(common rail)內(nèi)的燃料壓力超過(guò)與泵允許使用區(qū)域?qū)?yīng)的第一
判定值的狀態(tài)、或者是公共軌道內(nèi)的燃料壓力超過(guò)第二判定值的狀態(tài)，所述第二判定值高
于所述第一判定值，會(huì)給燃料供應(yīng)泵的性能劣化帶來(lái)影響。而且，在從檢測(cè)出燃料供應(yīng)泵的
異常故障的時(shí)刻起經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后停止發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)(例如參考專利文獻(xiàn)1)。 另外，用燃?jí)簜鞲衅鳈z測(cè)出高壓燃料泵下游側(cè)的高壓燃料配管的內(nèi)部的壓力，在
該壓力成為規(guī)定壓力異常的異常壓力時(shí)，使作為低壓燃料泵的進(jìn)給泵(feed pump)停止工
作，因此，能夠可靠地使高壓燃料配管內(nèi)部的壓力下降(例如參考專利文獻(xiàn)2)。 專利文獻(xiàn)1 :日本特許第3972823號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本特許第3237567號(hào)公報(bào) 但是，假想安全閥由于某種原因，其功能下降，即使是開(kāi)閥壓力以上的狀態(tài)也無(wú)法 放出燃料的狀態(tài)(安全閥的固著故障(固著故障))。進(jìn)而在該狀態(tài)下，在由于驅(qū)動(dòng)高壓燃 料泵的吸入閥的電氣配線斷路等原因使得無(wú)法控制吸入閥時(shí)，由于安全閥不工作，所以假 想燃料壓力成為異常高壓的事態(tài)。 對(duì)于這樣的事態(tài)，在專利文獻(xiàn)1記載的內(nèi)容中，通過(guò)使內(nèi)燃機(jī)停止工作，防止異常 高壓狀態(tài)繼續(xù)，但是由于無(wú)法行駛，所以從使用者的立場(chǎng)看，無(wú)法將車輛退避到安全場(chǎng)所。 或者無(wú)法走到經(jīng)銷商那樣進(jìn)行修理，可能有損便利性。 另外，在專利文獻(xiàn)2所述的內(nèi)容中，由于在低壓燃料泵停止后，從低壓燃料泵到高壓燃料泵連接的燃料配管內(nèi)殘存有燃料，所以有時(shí)由內(nèi)燃機(jī)強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的高壓燃料泵繼 續(xù)向高壓燃料配管噴出燃料，無(wú)法避免異常高壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在安全閥不工作的狀態(tài)下，還有在無(wú)法控制高壓燃料 泵的噴出量的情況下，都能夠避免異常高壓的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其具有高壓燃料泵，其
向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)高壓的燃料；低壓燃料泵，其向所述高壓燃料泵供應(yīng)燃料；一個(gè)以上的燃料
噴射閥，其向所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)直接噴射燃料；燃料噴射控制裝置，其驅(qū)動(dòng)所述高壓燃料
泵和所述燃料噴射閥；高壓燃料配管，其連接所述高壓燃料泵和燃料噴射閥；以及燃料壓
力檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其裝配在所述高壓配管上，在所述燃料噴射控制裝置正常動(dòng)作的范圍內(nèi)，安裝
在內(nèi)燃機(jī)上的燃料噴射閥的最大噴射量的合計(jì)被設(shè)計(jì)成超過(guò)高壓燃料泵的最大噴出量，其
特征在于，在由所述燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力在某個(gè)閾值P—a以上時(shí)，控制所述
開(kāi)閥期間，使得所述燃料噴射閥噴射的每單位時(shí)間的噴射量的合計(jì)大于所述高壓燃料泵噴
出的每單位時(shí)間的燃料噴出量。 發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明，即使在二重故障的情況下，也能夠在避免異常高壓的同時(shí)繼續(xù)內(nèi)燃 機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其中所謂二重故障是指同時(shí)產(chǎn)生無(wú)安全閥或安全閥不工作的狀態(tài)(固著故障) 與調(diào)整高壓燃料泵的燃料吸入量的吸入閥發(fā)生故障而無(wú)法控制噴出量的狀態(tài)。


圖1是搭載本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成圖；
圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料噴射系統(tǒng)的構(gòu)成圖；
圖3是在二重故障時(shí)假想的燃料壓力的推移；
圖4是在二重故障時(shí)假想的燃料壓力的推移； 圖5是按照燃料壓力的差異表示本發(fā)明的實(shí)施方式的高壓燃料噴射泵的最大噴 出量和燃料噴射閥的最大噴射量的圖表； 圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的在二重故障時(shí)假想的燃料壓力的推移和燃料噴
射閥的噴射期間、低壓燃料泵的噴出量的圖表； 圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置的控制流程圖； 圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置的控制流程圖； 圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置的控制流程圖； 圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料噴射閥的驅(qū)動(dòng)電流； 圖中 1-發(fā)動(dòng)機(jī) 2_活塞 3-吸氣閥 4-排氣閥 5-燃料噴射閥
6_點(diǎn)火火花塞7_點(diǎn)火線圈8_水溫傳感器9-ECU(發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元)
lO--吸氣管ll--排氣管12--三元催化劑13--氧傳感器14--EGR閥15--收集器16-_曲軸角傳感器18--EGR通路19--節(jié)流閥20--AFM21--燃燒室22--油門開(kāi)度傳感器23--燃料箱24--低壓燃料泵25-_高壓燃料泵26--燃料壓力傳感器27--燃料噴射控制裝置28--低壓燃料配管29-_高壓燃料配管30--安全閥31--吸入閥32--吸入閥螺線管33--噴出閥34--緩沖器(夕"》、° )35--泵驅(qū)動(dòng)凸輪36--柱塞37--彈簧38--螺線管控制電氣配線
具體實(shí)施例方式
作為用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式，有一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其具有高壓燃料 泵，其向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)高壓的燃料；低壓燃料泵，其向高壓燃料泵供應(yīng)燃料；一個(gè)以上的燃料 噴射閥，其向內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)直接噴射燃料；燃料噴射控制裝置，其驅(qū)動(dòng)高壓燃料泵和燃料 噴射閥；高壓燃料配管，其連接高壓燃料泵和燃料噴射閥；以及燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其裝配 在高壓配管上，在燃料噴射控制裝置正常動(dòng)作的范圍內(nèi)，安裝在內(nèi)燃機(jī)上的燃料噴射閥的最大噴射量的合計(jì)被設(shè)計(jì)成超過(guò)高壓燃料泵的最大噴出量，其特征在于，在由燃料壓力檢 測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力在某個(gè)閾值P—a以上時(shí)，控制所述開(kāi)閥期間，使得所述燃料噴射閥 噴射的每單位時(shí)間的噴射量的合計(jì)大于高壓燃料泵噴出的每單位時(shí)間的燃料噴出量。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使在二重故障的情況下，也能夠在避免異常高壓的同時(shí)繼續(xù) 內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其中所謂二重故障是指同時(shí)產(chǎn)生無(wú)安全閥或安全閥不工作的狀態(tài)(固著故 障)與調(diào)整高壓燃料泵的燃料吸入量的吸入閥發(fā)生故障而無(wú)法控制噴出量的狀態(tài)。
另外，在由燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力在某個(gè)閾值P—a以上時(shí)，通過(guò)禁止 從燃料噴射閥停止噴射燃料，能夠?qū)⒎e蓄在高壓燃料配管內(nèi)的燃料可靠地從燃料噴射閥排 出。結(jié)果是能夠迅速地降低高壓燃料配管內(nèi)的壓力。 另外，通過(guò)停止低壓燃料泵，能夠斷絕供應(yīng)向高壓燃料泵的燃料，能夠減少噴出到
高壓配管內(nèi)的燃料。結(jié)果是能夠迅速地使高壓燃料配管內(nèi)的壓力下降。 另外，在由燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力變成閾值P—a以下的規(guī)定值以下
時(shí)，停止低壓燃料泵。在停止低壓燃料泵方面，以迅速降低高壓配管內(nèi)的壓力為目的，在高
壓配管內(nèi)的壓力超過(guò)閾值P—a時(shí)最好停止低壓燃料泵。但是，在連接低壓燃料泵和高壓燃
料泵的配管在設(shè)計(jì)上無(wú)法耐受停止低壓燃料泵之際的負(fù)壓時(shí)，為了將該影響限制為最小，
最好在等到高壓配管內(nèi)的壓力變成規(guī)定值后停止低壓燃料泵。 另外，在由燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力小于閾值P—a以下的某個(gè)閾值P—b 時(shí)，使燃料噴射閥的開(kāi)閥期間返回到通常的值。這是因?yàn)槿羧剂蠅毫ο陆档絇_b，即使使燃 料噴射閥為正常時(shí)的開(kāi)閥期間也能夠防止高壓配管損傷。另外，通過(guò)在燃料噴射閥正常時(shí) 的開(kāi)閥期間來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，能夠進(jìn)行會(huì)讓行駛(待避走行)或雖然很困難但還是能夠不依 靠牽引車等而依靠自身行駛走到經(jīng)銷商等的修理工廠。在停止低壓燃料泵后，在經(jīng)過(guò)規(guī)定
時(shí)間后，可以使所述燃料噴射閥的開(kāi)閥期間返回到通常值即可。 另外，在由燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力小于閾值P—a以下的某個(gè)閾值P—c 時(shí)，基于由所述燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力與目標(biāo)燃料壓力的差，通過(guò)切換所述低 壓燃料泵的運(yùn)轉(zhuǎn)、停止，能夠繼續(xù)從燃料箱向高壓配管供應(yīng)燃料，能夠延伸前述的會(huì)讓行駛 距離。 另外，在具有安全閥的情況下，通過(guò)使閾值P—a高出安全閥的開(kāi)閥壓力規(guī)定值以 上，能夠產(chǎn)生正常時(shí)的安全閥的能力，同時(shí)在異常時(shí)能夠迅速降低高壓配管內(nèi)的燃料壓力。
另外，在檢測(cè)出安全閥的故障時(shí)，通過(guò)使低壓燃料泵的噴出量小于通常時(shí)的量，從 而降低高壓配管內(nèi)的燃料壓力變成異常高壓的風(fēng)險(xiǎn)。 另外，在檢測(cè)出安全閥的故障時(shí)，通過(guò)將所述閾值P—a變更為所述安全閥的開(kāi)閥 壓力以下，進(jìn)一步降低高壓配管內(nèi)的燃料壓力變成異常高壓的風(fēng)險(xiǎn)。 以下，使用圖1 圖IO對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作 進(jìn)行進(jìn)一步具體說(shuō)明。 首先結(jié)合圖1對(duì)搭載本實(shí)施方式的控制裝置的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
發(fā)動(dòng)機(jī)1具有活塞2、吸氣閥3、排氣閥4。吸入空氣通過(guò)空氣流量計(jì)(AFM) 20進(jìn)入 節(jié)流閥19，由作為分支部的收集器15并通過(guò)吸氣管10、吸氣閥3供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)1的燃燒室 21。燃料由低壓燃料泵24從燃料箱23供應(yīng)向內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)而由高壓燃料泵25提高到噴射燃 料所需的壓力。由高壓燃料泵25升壓了的燃料從燃料噴射閥5被噴射供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)1的
6燃燒室21，被點(diǎn)火線圈7、點(diǎn)火火花塞6點(diǎn)火。燃料的壓力由燃料壓力傳感器26測(cè)量。
燃燒后的廢氣通過(guò)排氣閥4被排出到排氣管11。在排氣管11具有用于凈化廢氣 的三元催化劑12。 ECU(發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元)9中內(nèi)置有燃料噴射控制裝置27，向ECU9輸入發(fā) 動(dòng)機(jī)1的曲軸角度傳感器16的信號(hào)、AFM20的空氣量信號(hào)、檢測(cè)廢氣中的氧濃度的氧傳感 器13的信號(hào)、油門開(kāi)度傳感器22的油門開(kāi)度、燃料壓力傳感器16等的信號(hào)。ECU9具有根 據(jù)曲軸角度傳感器16的信號(hào)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)以及根據(jù)從水溫傳感器8得 到的內(nèi)燃機(jī)的水溫和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的經(jīng)過(guò)時(shí)間等判斷三元催化劑12是否是被暖機(jī)的狀態(tài) 的暖氣判定機(jī)構(gòu)。 另外，ECU9算出發(fā)動(dòng)機(jī)l所需的吸入空氣量，將與其吻合的開(kāi)度信號(hào)輸出給節(jié)流 閥19。另外，ECU9的燃料噴射控制裝置27算出與吸入空氣量對(duì)應(yīng)的燃料量，向燃料噴射閥 5輸出燃料噴射信號(hào)，向點(diǎn)火火花塞6輸出點(diǎn)火信號(hào)。 排氣管11和收集器15之間由EGR通路18連接。EGR通路18的途中具有EGR閥 14。 EGR閥14的開(kāi)度由ECU9控制，根據(jù)需要，使排氣管11中的廢氣環(huán)流到吸氣管10。
圖2表示從燃料箱到燃料噴射閥的燃料配管，以泵為中心的燃料系系統(tǒng)的模式 圖。由低壓燃料泵24壓送的燃料在緩沖器34的作用下，其壓力脈動(dòng)被衰減。通過(guò)彈簧37 使柱塞36下降，從吸入閥31側(cè)的燃料通路吸入低壓燃料。利用由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵驅(qū)動(dòng)凸 輪35使柱塞36上升，對(duì)燃料進(jìn)行加壓。燃料壓力上升，當(dāng)超過(guò)高壓燃料配管29內(nèi)的燃料 壓力與噴出閥33的開(kāi)閥壓力時(shí)，噴出閥開(kāi)閥，燃料被壓送向高壓燃料配管29。
內(nèi)燃機(jī)的控制裝置調(diào)節(jié)高壓燃料泵25的燃料噴出量，使得由燃料壓力傳感器26 傳感到的高壓燃料配管29內(nèi)的燃料壓力追隨于計(jì)算的目標(biāo)燃料壓力。噴出量的調(diào)整可以 利用內(nèi)置有燃料噴射控制裝置27的控制裝置9對(duì)吸入閥31的開(kāi)閉時(shí)機(jī)、即向吸入閥的螺 線管控制電氣配線38通電的時(shí)機(jī)進(jìn)行控制來(lái)進(jìn)行。 在高壓燃料泵25中內(nèi)置有安全閥30，其壓力成為規(guī)定壓力以上時(shí)開(kāi)閥。此時(shí)，燃 料返回向低壓燃料配管28，防止高壓燃料配管29陷入異常高壓狀態(tài)。另外，安全閥30裝備 在高壓燃料配管29上的情況下也會(huì)起到同樣的效果。 下面，結(jié)合圖3說(shuō)明燃料系系統(tǒng)尤其是高壓燃料泵25、安全閥30的功能受損時(shí)的 燃料壓力的舉動(dòng)。在燃料系系統(tǒng)的功能正常的時(shí)刻0開(kāi)始到Tl中，高壓燃料配管29的燃 料壓力被控制為目標(biāo)燃料壓力(b)。在時(shí)刻T1，吸入閥31、吸入閥螺線管32、螺線管控制電 氣配線38、噴出閥33由于某種原因正常功能下降時(shí)，控制裝置9變得無(wú)法控制高壓燃料泵 25的噴出量。在高壓燃料泵25無(wú)法進(jìn)行升壓時(shí)，高壓燃料配管29內(nèi)的燃料壓力幾乎下降 成低壓燃料泵壓送的壓力(a)?；蛘?，在高壓燃料泵始終持續(xù)升壓時(shí)，安全閥開(kāi)閥，高壓燃料 配管29內(nèi)部的燃料壓力保持成開(kāi)閥壓力(c)?；蛘呷剂蠅毫υ?a)到(c)的范圍內(nèi)如(d) 所示那樣不確定。 接下來(lái)說(shuō)明在時(shí)刻T2安全閥的功能下降的、所謂成為二重故障的狀態(tài)時(shí)的燃料 壓力舉動(dòng)。當(dāng)安全閥的功能下降時(shí)，釋放高壓燃料泵25持續(xù)壓送的燃料的路徑丟失。已經(jīng) 陷入高壓燃料泵始終持續(xù)升壓的故障狀態(tài)，在燃料壓力始終不離安全閥的開(kāi)閥壓力(c)的 情況下、且高壓燃料泵噴出的燃料量超過(guò)燃料噴射閥噴射的燃料量時(shí)，高壓燃料配管29的 燃料壓力有可能陷入異常高壓狀態(tài)(e)。 圖4表示另外的二重故障時(shí)的燃料壓力的狀態(tài)。在時(shí)刻Tl安全閥30的功能下降的情況下，只要其他的燃料系系統(tǒng)部件正常，與通常時(shí)同樣，高壓燃料配管29內(nèi)的燃料壓 力被控制為目標(biāo)燃料壓力(b)。 進(jìn)而在時(shí)刻T2，在引起變成高壓燃料泵持續(xù)常時(shí)升壓的狀態(tài)這樣的功能下降的情 況下，由于安全閥30的功能下降，所以釋放高壓燃料泵25持續(xù)壓送的燃料的路徑消失。此 時(shí)，在高壓燃料泵噴出的燃料量超過(guò)燃料噴射閥噴射的燃料量的情況下，高壓燃料配管28 的燃料壓力有可能陷入異常高壓狀態(tài)(e)。 如前所述，在燃料系系統(tǒng)中在單一功能受損時(shí)，不會(huì)陷入異常高壓的狀態(tài)。但是， 在變成與安全閥的故障同時(shí)產(chǎn)生的二重故障的狀態(tài)時(shí)，存在陷入異常高壓的狀態(tài)的可能 性，因此需要采取對(duì)策。以下，結(jié)合圖5到圖IO說(shuō)明本發(fā)明中二重故障時(shí)的應(yīng)對(duì)方法。
圖5表示本發(fā)明前提的燃料系系統(tǒng)中高壓燃料泵25的最大噴出量與在內(nèi)燃機(jī)上 安裝的多個(gè)燃料噴射閥5噴射的最大噴射量的合計(jì)值進(jìn)行比較的圖表。在此，所謂燃料噴 射閥5的最大噴射量是指在燃料噴射控制裝置27、燃料噴射閥5正常動(dòng)作的范圍內(nèi)，給燃料 噴射閥5提供不會(huì)導(dǎo)致各部件破損的通電期間的情況。而且，燃料噴射閥5的噴射量不依 存于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是因?yàn)槿剂蠂娚淇刂蒲b置27正常動(dòng)作的范圍的通電期間由發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸 角度規(guī)定。 在高壓燃料配管29內(nèi)的燃料壓力在通常的壓力P_n以下時(shí)，如圖5(1)所示，在 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的區(qū)域中，高壓燃料泵的最大噴出量超過(guò)燃料噴射閥5的最大噴射量的合計(jì) 值。當(dāng)燃料壓力增加時(shí)，由于高壓燃料泵25的噴出閥33的開(kāi)閥滯后，所以高壓燃料泵25 的噴出效果(噴出量)下降。另一方面，燃料噴射閥的噴射量只要開(kāi)閥時(shí)間相等則依存于 燃料壓力和內(nèi)燃機(jī)的缸內(nèi)壓力之差，因此，當(dāng)燃料壓力增加時(shí)，噴射量也增加。因此，與通常 相比，燃料壓力高于通常的壓力P—n時(shí)，如(2)所示，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的區(qū)域，高壓燃料 泵25的最大噴出量與燃料噴射閥5的最大噴射量相對(duì)抗。在燃料壓力進(jìn)一步增加時(shí)，例如 在變成圖3、圖4所示的安全閥的壓力時(shí)，如(3)所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的整個(gè)區(qū)域中，燃料噴 射閥5的最大噴射量超過(guò)高壓燃料泵25的最大噴出量。 圖6表示在由本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置進(jìn)行避免異常升壓的控制時(shí)的、二重故 障時(shí)的燃料壓力的舉動(dòng)與燃料噴射閥5的燃料噴射期間以及低壓燃料泵24的噴出量。當(dāng) 在時(shí)刻T1發(fā)生二重故障時(shí)，高壓燃料配管29內(nèi)的燃料壓力上升。此時(shí)由于安全閥的功能 也下降，所以燃料壓力超過(guò)安全閥的開(kāi)閥壓力(c)并上升。 利用圖7、圖8、圖9所示的流程圖說(shuō)明本發(fā)明的控制裝置中二重故障時(shí)的控制方 法。在圖6的時(shí)刻T2，當(dāng)控制裝置識(shí)別了由燃料壓力傳感器26探測(cè)到的燃料壓力超過(guò)某一 閾值P—a這一情況時(shí)，在S30判定為二重故障。在判定為二重故障之后，在步驟S75禁止在 不踩油門(7々才7 )等時(shí)進(jìn)行的燃料斷開(kāi)控制。在步驟S70判斷為燃料壓力大于圖 6所示的閾值P_b時(shí)，在步驟S90使對(duì)燃料噴射閥5通電的期間相比于平時(shí)增大。另外，對(duì) 燃料噴射閥5的通電期間是在燃料噴射控制裝置27、燃料噴射閥5正常動(dòng)作的范圍內(nèi)不會(huì) 導(dǎo)致各部件破損的值。 另外，可以取代以燃料壓力為基準(zhǔn)進(jìn)行判定的步驟S70，而在二重故障判定成立后 使用步驟S71，即判定圖8或圖9的步驟S230所示的、從低壓燃料泵停止起算的時(shí)間是否大 于某一值Tf。 在圖6的時(shí)刻T4通過(guò)步驟S70或S71使燃料噴射期間返回為通常的控制(S40、
850、60)。從時(shí)刻T2到T4相比于可燃性優(yōu)先從燃料噴射閥5噴射最大燃料，因此不發(fā)生燃 燒，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩下降，伴隨與此發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降。在時(shí)刻T4通過(guò)返回到通常的噴射量控制而 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)失速(engine stall)為目的。 在燃料系系統(tǒng)正常的狀態(tài)下，基于在圖7的步驟S10、S40利用空氣流量計(jì)(AFM) 20 測(cè)量的吸入空氣量，計(jì)算對(duì)燃料噴射閥5通電的期間。進(jìn)而在步驟S20、 S50、 S60進(jìn)行燃料 壓力等的修正，對(duì)通電的期間進(jìn)行修正以噴射適當(dāng)?shù)娜剂狭?。通過(guò)以上控制，導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)的 燃燒室內(nèi)的空氣和燃料的質(zhì)量比率被保持在適當(dāng)?shù)姆秶?，確?？扇夹?。
另一方面，在本發(fā)明中在判定為二重故障的情況下，在步驟S90，不考慮上述可燃 性，從高壓燃料配管29減少燃料，有限使燃料壓力降低。因此，對(duì)燃料噴射閥5通電的期間 不取決于由空氣流量計(jì)(AFM) 20測(cè)量的吸入空氣量，而是預(yù)先設(shè)定的、比通常長(zhǎng)的期間。
在高壓燃料配管29的燃料壓力上升為安全閥的開(kāi)閥壓力以上時(shí)，高壓燃料泵25 的最大噴出量與在內(nèi)燃機(jī)上安裝的所有燃料噴射閥5的最大噴射量如圖5(3)所示。S卩，由 于燃料噴射閥5的噴射量超過(guò)高壓燃料泵25的噴出量，所以在圖6的T2以后，能夠使高壓 燃料配管內(nèi)的燃料減少，使燃料壓力降低。 圖10表示施加給燃料噴射閥5的驅(qū)動(dòng)電流。由控制裝置9計(jì)算驅(qū)動(dòng)脈沖寬度Ti。 通常，從內(nèi)置于控制裝置9中的燃料噴射控制裝置27供應(yīng)的電流波形由開(kāi)閥用的Ipeak_A 和用于保持打開(kāi)的閥的IholcLA構(gòu)成。在根據(jù)來(lái)自控制裝置9的指令使從燃料噴射控制裝 置27供應(yīng)的電流波形可變的系統(tǒng)中，如前所述，在由于二重故障而使得燃料壓力變高的狀 態(tài)下，使開(kāi)閥和保持電流增大到Ipeak—B、IholcLB，使燃料噴射閥5的開(kāi)閥、保持力上升，在 燃料壓力高的狀態(tài)下也能夠可靠地噴射燃料。 當(dāng)由于燃料噴射閥5的燃料噴射使得燃料壓力下降時(shí)，如圖5(b)所示，高壓燃料 泵25的噴出效率上升，噴出量增加，燃料噴射閥5的噴射量減少。因此，尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 高的區(qū)域，在燃料壓力高的狀態(tài)下噴出量和噴射量平衡，高壓燃料配管29內(nèi)的燃料壓力大 致一定，無(wú)法減少燃料。 為了避免上述現(xiàn)象，在圖8的步驟S30進(jìn)行二重故障判定時(shí)，在步驟S230使低壓 燃料泵24的運(yùn)轉(zhuǎn)停止。其目的在于通過(guò)停止從燃料箱23向高壓燃料泵25供應(yīng)新的燃料， 使高壓燃料泵25的噴出量下降，減少新流入高壓燃料配管內(nèi)的燃料。結(jié)果是圖6的時(shí)刻T3 或者T4以后，燃料噴射閥5的噴射量也大于高壓燃料泵25的噴出量，可使燃料壓力下降。
當(dāng)停止低壓燃料泵24的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從燃料箱的燃料供應(yīng)被急劇切斷。二重故障后， 在高壓燃料泵25處于滿噴出狀態(tài)時(shí)，連接低壓燃料泵和高壓燃料泵的低壓燃料配管28內(nèi) 部的壓力急劇下降，可能產(chǎn)生低壓燃料配管28的變形或破損等。 因此，也可以考慮在圖9的步驟S220中判定燃料壓力是否小于圖6的閾值P—a(圖 6所示的時(shí)刻T3)，在步驟S230中使低壓燃料泵24的運(yùn)轉(zhuǎn)停止。 在圖8、圖9任一個(gè)流程圖中，在步驟S240判定燃料壓力是否下降到圖6的閾值 P—c，在時(shí)刻T5以后順次切換低壓燃料泵24的運(yùn)轉(zhuǎn)、停止?；蛘咴诘蛪喝剂媳?4的噴出量 可變的情況下使噴出量變化。這是因?yàn)楦邏喝剂媳?5處于無(wú)法進(jìn)行噴出量控制的狀態(tài)，由 低壓燃料泵24進(jìn)行二重故障時(shí)的對(duì)目標(biāo)燃料壓力的反饋控制。 以上敘述了產(chǎn)生二重故障時(shí)的避免異常升壓的方法。 一方面敘述了通過(guò)預(yù)先實(shí)施 安全閥30的故障診斷，更迅速地避免異常升壓的方法。首先，對(duì)于安全閥30的故障診斷方法考慮了各種方法。例如使由控制裝置9計(jì)算的高壓燃料配管29內(nèi)部的目標(biāo)燃料壓力暫 時(shí)比安全閥30的開(kāi)閥壓力大。只要安全閥30正常，由燃料壓力傳感器26檢測(cè)的燃料壓力 不會(huì)達(dá)到目標(biāo)燃料壓力，顯示為安全閥30的開(kāi)閥壓力。另一方面在安全閥30的功能下降 的情況下，燃料壓力超過(guò)安全閥30的開(kāi)閥壓力成為目標(biāo)燃料壓力。 在檢測(cè)到安全閥產(chǎn)生故障的情況下，通過(guò)使低壓燃料泵24的噴出量比通常時(shí)低， 在難以控制高壓燃料泵25的噴出量的產(chǎn)生故障的情況下，也能夠迅速地使高壓燃料配管 29的燃料壓力下降。 另外，通過(guò)同時(shí)使上述閾值P—a變成安全閥30的開(kāi)閥壓力以下，能夠迅速地使高 壓燃料配管29的燃料壓力下降。 以上對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式。另外， 只要無(wú)損于本發(fā)明的特征性功能，各構(gòu)成要素不限定于上述結(jié)構(gòu)。
10
權(quán)利要求
一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其具有高壓燃料泵，其向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)高壓的燃料；低壓燃料泵，其向所述高壓燃料泵供應(yīng)燃料；一個(gè)以上的燃料噴射閥，其向所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)直接噴射燃料；燃料噴射控制裝置，其驅(qū)動(dòng)所述高壓燃料泵和所述燃料噴射閥；高壓燃料配管，其連接所述高壓燃料泵和燃料噴射閥；以及燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其裝配在所述高壓配管上，在所述燃料噴射控制裝置正常動(dòng)作的范圍內(nèi)，安裝在內(nèi)燃機(jī)上的燃料噴射閥的最大噴射量的合計(jì)被設(shè)計(jì)成超過(guò)高壓燃料泵的最大噴出量，其特征在于，在由所述燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力在某個(gè)閾值P_a以上時(shí)，控制所述開(kāi)閥期間，使得所述燃料噴射閥噴射的每單位時(shí)間的噴射量的合計(jì)大于所述高壓燃料泵噴出的每單位時(shí)間的燃料噴出量。
2. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在由所述燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力在某個(gè)閾值P—a以上時(shí)，禁止從所述燃料 噴射閥停止噴射燃料。
3. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 使低壓燃料泵停止。
4. 如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在由所述燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力變成閾值P—a以下的規(guī)定值以下時(shí)，停止 所述低壓燃料泵。
5. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在由所述燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力小于閾值P—a以下的某個(gè)閾值P—b時(shí)，使 所述燃料噴射閥的開(kāi)閥期間返回到通常的值。
6. 如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在停止所述低壓燃料泵后，在經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后，使所述燃料噴射閥的開(kāi)閥期間返回到 通常的值。
7. 如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在由所述燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力小于閾值P—a以下的某個(gè)閾值P—c時(shí)，基 于由所述燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力與目標(biāo)燃料壓力的差，切換所述低壓燃料泵的 運(yùn)轉(zhuǎn)、停止。
8. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在所述高壓燃料泵或所述高壓燃料配管上具備安全閥，使所述閾值P_a高出所述安全 閥的開(kāi)閥壓力規(guī)定值以上。
9. 如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在檢測(cè)出所述安全閥的故障時(shí)，使所述低壓燃料泵的噴出量小于通常時(shí)的量。
10. 如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在檢測(cè)出所述安全閥的故障時(shí)，使所述閾值P—a變?yōu)樗霭踩y的開(kāi)閥壓力以下。
全文摘要
提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，在由燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力在某個(gè)閾值(P_a)以上時(shí)，使燃料噴射閥的開(kāi)閥期間比通常時(shí)增大，禁止使燃料噴射閥噴射燃料停止的控制，并且停止低壓燃料泵，從而使燃料壓力迅速降低。在燃料壓力降低后，使燃料噴射閥的開(kāi)閥期間返回到正常值，根據(jù)利用燃料壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的燃料壓力和目標(biāo)燃料壓力的差，使低壓燃料泵的噴出量變化。這樣能夠解決如下問(wèn)題即假想高壓燃料系統(tǒng)具備的安全閥的功能下降，即使是開(kāi)閥壓力以上的狀態(tài)也無(wú)法放出燃料的狀態(tài)，進(jìn)而在該狀態(tài)下產(chǎn)生無(wú)法控制高壓燃料泵的吸入閥的二重故障的情況下，安全閥不工作，燃料壓力變成異常高壓的事態(tài)，需要使燃料壓力迅速降低。
文檔編號(hào)F02D41/22GK101737185SQ20091020642
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者三宅威生, 豐原正裕, 大久智弘, 石井良和 申請(qǐng)人:日立汽車系統(tǒng)株式會(huì)社