JP3796912B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3796912B2 JP3796912B2 JP20060197A JP20060197A JP3796912B2 JP 3796912 B2 JP3796912 B2 JP 3796912B2 JP 20060197 A JP20060197 A JP 20060197A JP 20060197 A JP20060197 A JP 20060197A JP 3796912 B2 JP3796912 B2 JP 3796912B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- pressure
- fuel injection
- abnormality
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
- F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/3809—Common rail control systems
- F02D41/3827—Common rail control systems for diesel engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
- F02D2041/224—Diagnosis of the fuel system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
- F02D2200/0602—Fuel pressure
- F02D2200/0604—Estimation of fuel pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
- F02D2200/0606—Fuel temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関し、詳細には燃料噴射系統の異常を検出する手段を備えた燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧燃料ポンプから共通の蓄圧室（コモンレール）に燃料を供給し、この蓄圧室に各気筒毎の燃料噴射弁を接続して蓄圧室内の高圧燃料を各気筒に噴射する、いわゆるコモンレール式の燃料噴射装置が知られている。
また、コモンレール式の燃料噴射装置において、燃料噴射弁のスティックやコモンレールの燃料洩れ等の燃料噴射系統の異常を検出する異常検出手段を備えたものとしては、例えば特開平８−４５７７号公報に記載されたものがある。
【０００３】
同公報の装置では、コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力センサを設け、燃料噴射弁からの燃料噴射開始前と終了後のコモンレール内燃料圧力の差、すなわち燃料噴射によるコモンレール内の圧力降下を実測している。また、同公報の装置は、更に機関運転状態に基づいて燃料噴射開始前と終了後のコモンレール内の燃料圧力を推定し、上記圧力降下の実測値と圧力降下の推定値との間の偏差が予め定めた判定値より大きいときに燃料噴射系統に異常が生じたと判定する異常検出手段を備えている。
【０００４】
すなわち、上記装置では、内燃機関の運転状態（負荷）から１回の燃料噴射における噴射量Ｑを算出し、この燃料噴射量Ｑを用いて燃料噴射前後のコモンレール内燃料圧力降下推定値ΔＰを、ΔＰ＝（Ｋ／Ｖ）×Ｑとして算出する。ここで、上記式中のＫは燃料の体積弾性係数、Ｖはコモンレール容積、コモンレールまでの高圧供給配管容積、コモンレールから燃料噴射弁までの配管容積を含む高圧部容積であり、ＫとＶとは一定値とされる。すなわち、燃料噴射前後のコモンレール圧力降下は圧力降下検出期間内にコモンレールから流出する燃料量に比例することになる。従って、実際に燃料噴射前後にコモンレールから流出した燃料量がＱに等しければ、燃料噴射前後のコモンレール圧力降下実測値は上記推定値ΔＰに等しくなるはずである。このため、コモンレール内圧力降下の実測値と推定値ΔＰとの差が所定の判定値以上である場合、例えば実際の圧力降下が推定値ΔＰよりある程度以上大きい場合には、実際には燃料噴射量の指令値Ｑより多くの量の燃料がコモンレールから流出しているため、燃料噴射弁が開弁状態でスティックした等の異常が生じていると判定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特開平８−４５７７号公報の装置では運転中にコモンレール内の燃料圧力が大幅に変化すると正確な異常判定ができなくなる問題が生じる。
すなわち、上記公報の装置では圧力降下推定値ΔＰを算出する際に体積弾性係数Ｋを燃料圧力にかかわらず一定であると仮定している。ところが、実際には体積弾性係数Ｋは燃料圧力や燃料温度に応じて変化するため、コモンレール内の燃料圧力が大幅に変化するような場合には、燃料噴射量Ｑが同一であっても高圧時における圧力降下と低圧時における圧力降下とが異なってくる。例えば、後述するように燃料の体積弾性係数Ｋは高圧になるほど大きくなるため、燃料噴射量Ｑが同一に維持されていても燃料噴射前後のコモンレール内圧力降下はコモンレール内の圧力が高いほど大きくなる。従って、体積弾性係数Ｋを一定値として圧力降下推定値ΔＰを計算していると、コモンレール内圧力によっては正確な異常検出をできない場合が生じるのである。
【０００６】
しかも、コモンレール式燃料噴射装置では燃料噴射量と噴射率との両方を制御するために燃料噴射弁開弁時間に加えて燃料噴射圧力（コモンレール内燃料圧力）を運転状態に応じて変化させる制御を行うものがあり、この場合にはコモンレール内燃料圧力は極めて大きな範囲で変化する（例えば運転状態に応じてコモンレール内圧力を１０ＭＰａから１５０ＭＰａ程度の範囲で変化させるコモンレール式燃料噴射装置も使用されている）。このような燃料噴射装置では、運転状態に応じてコモンレール内の燃料の体積弾性係数も大きな範囲で変化することになり、体積弾性係数を一定値に固定していたのでは上記公報の方法では異常検出を行うことが不可能になるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み燃料圧力が広い範囲で変動するような場合にも燃料系統の異常を正確に検出することができる手段を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関に所定のタイミングで燃料を噴射する燃料噴射弁と、
該燃料噴射弁が接続される、加圧燃料を貯留する蓄圧室と、
該蓄圧室内の燃料圧力が所定値になるように所定のタイミングで蓄圧室に燃料を圧送する燃料ポンプと、
前記蓄圧室内の実際の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
前記蓄圧室内の燃料の圧力または温度の少なくとも一方に基づいて、燃料の体積弾性係数を検出する手段と、
前記検出した体積弾性係数と内燃機関の運転条件とに基づいて、前記燃料噴射弁からの燃料噴射前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、若しくは前記燃料ポンプからの燃料圧送前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、の少なくとも一方を推定する圧力変動推定手段と、
該圧力変動推定手段により推定された燃料噴射前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料噴射前後の燃料圧力変動の実測値との偏差、若しくは前記圧力変動推定手段により推定された燃料圧送前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料圧送前後の圧力変動の実測値との偏差、の少なくとも一方に基づいて燃料噴射系統の異常を検出する異常検出手段を備え、
前記圧力変動推定手段は、前記圧力検出手段により検出された燃料圧力、燃料温度、機関回転数、燃料噴射弁開弁時間のうち少なくとも一つに基づいて、蓄圧室から燃料タンクに返戻されるリターン燃料の量を算出するリターン燃料量算出手段を備え、
前記リターン燃料量と、内燃機関の運転条件により定まる燃料噴射弁からの燃料噴射量とから前記燃料噴射前後の燃料圧力変動を推定し、
前記リターン燃料と、内燃機関の運転条件により定まる燃料ポンプからの燃料圧送量とから前記燃料圧送前後の燃料圧力変動を推定する、内燃機関の燃料噴射装置が提供される。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明では、燃料の体積弾性係数は一定値に固定せず蓄圧室内の燃料圧力に基づいて算出される。このため、コモンレール内燃料圧力が運転条件によって大幅に変化するような場合にも、体積弾性係数は実際の燃料圧力に対応した値となる。また、本発明では燃料噴射開始前と終了後のコモンレール内圧力変動（圧力降下）と、燃料圧送開始前と終了後のコモンレール内圧力変動（圧力上昇）とのうちいずれか一方または両方について、上記の体積弾性係数を用いて圧力変動推定値を算出する。このため、算出された圧力変動推定値は実際の燃料状態に対応した正確な値となり、圧力変動推定値と圧力変動実測値との偏差に基づいて正確に異常を検出することが可能となる。
【００１１】
更に、請求項１の発明では、燃料噴射量や燃料圧送量以外にコモンレール内の実際の圧力変動に影響を与える要因としてリターン燃料量を考慮する。リターン燃料量は燃料圧力、燃料温度、機関回転数、燃料噴射時間等の各条件に応じて変化するため、本発明ではこれらの条件のうち少なくとも一つに応じてリターン燃料量を算出する。このように、燃料噴射量や燃料圧送量以外にコモンレールから燃料タンクへのリターン燃料量を考慮して圧力変動推定値を求めるようにしたことにより、算出した圧力変動推定値がより正確になり、より正確な異常検出が可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記リターン燃料量は前記燃料噴射弁からの燃料噴射動作に起因して燃料タンクに返戻される動的リターン燃料量と、それ以外の静的リターン燃料量との和として算出される請求項１に記載の燃料噴射装置が提供される。
また、請求項３に記載の発明によれば、前記リターン燃料量算出手段は、前記燃料噴射と燃料圧送との両方を停止しているときに前記リターン燃料量を計測した結果を学習、記憶する学習手段を備え、該学習結果に基づいて静的リターン燃料量を算出する請求項２に記載の燃料噴射装置が提供される。
【００１３】
すなわち、請求項２と請求項３の発明では、リターン燃料量は燃料噴射弁の燃料噴射動作を行わせるための動的リターン燃料量と、それ以外の、例えば摺動部からのリーク等による静的リターン燃料量との和として与えられる。ここで、機関運転条件が一定であれば動的リターン燃料量はほぼ一定であるのに対して、静的リターン燃料量は、摺動部のクリアランス変化等により経時的に変化する。請求項３の発明では、燃料噴射と燃料圧送との両方が行われておらず、コモンレールから静的リターン燃料量に相当する量の燃料のみが流出している状態で静的リターン燃料量を計測し、計測結果を学習、記憶するとともに、最新の学習結果を用いて静的リターン量を算出する。このため、請求項３の発明では機関の経時変化等により静的リターン燃料量が変化した場合でも、正確なリターン燃料量が算出されるので、機関経時変化にかかわらず正確な異常検出が行われる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、前記異常検出手段は、前記燃料噴射前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料噴射時異常検出と、前記燃料圧送前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料圧送時異常検出との両方を行う請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料噴射装置が提供される。
更に、請求項７に記載の発明によれば、内燃機関に所定のタイミングで燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁が接続される、加圧燃料を貯留する蓄圧室と、該蓄圧室内の燃料圧力が所定値になるように所定のタイミングで蓄圧室に燃料を圧送する燃料ポンプと、前記蓄圧室内の実際の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、前記蓄圧室内の燃料の圧力または温度の少なくとも一方に基づいて、燃料の体積弾性係数を検出する手段と、前記検出した体積弾性係数と内燃機関の運転条件とに基づいて、前記燃料噴射弁からの燃料噴射前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、若しくは前記燃料ポンプからの燃料圧送前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、の少なくとも一方を推定する圧力変動推定手段と、該圧力変動推定手段により推定された燃料噴射前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料噴射前後の燃料圧力変動の実測値との偏差、若しくは前記圧力変動推定手段により推定された燃料圧送前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料圧送前後の圧力変動の実測値との偏差、の少なくとも一方に基づいて燃料噴射系統の異常を検出する異常検出手段を備え、前記異常検出手段は、前記燃料噴射前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料噴射時異常検出と、前記燃料圧送前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料圧送時異常検出との両方を行う内燃機関の燃料噴射装置が提供される。
すなわち、請求項４と請求項７の発明では、燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常検出と燃料圧送前後の燃料圧力変動に基づく異常検出との両方が行われるため、異常検出動作を実行する頻度が大幅に増加し、早期に燃料噴射系統の異常を検出することが可能となる。
【００１５】
さらに、請求項５と請求項８に記載の発明によれば、請求項４と請求項７の発明において、それぞれ前記異常検出手段は更に、前記燃料噴射時異常検出の結果と、前記燃料圧送時異常検出の結果との両方に基づいて、異常の種類を判別する異常状態判別手段を備えている。
燃料噴射系統の異常は、その種類により燃料噴射前後の圧力変動と燃料圧送前後の圧力変動とに与える影響が異なるものがある。例えば、燃料噴射弁の異常により一回当たりの燃料噴射量が増大したような場合には、燃料噴射前後の圧力変動が推定値から大きく外れるようになるにもかかわらず燃料圧送前後の圧力変動には大きな影響が現れない。このため、両方の異常検出結果を比較することにより異常の種類を判別することが可能となる。
【００１６】
また、請求項６と請求項９とに記載の発明によれば、請求項５と請求項８の燃料噴射装置はそれぞれ、更に前記燃料ポンプ上流側の燃料供給配管に配置された燃料フィルタと、該燃料フィルタと前記燃料ポンプとの間の燃料供給配管内の圧力を検出する燃料供給圧力検出手段とを備え、前記異常状態判別手段は、前記燃料噴射時異常検出の結果と、前記燃料圧送時異常検出の結果との両方に基づいて、少なくとも前記燃料ポンプまたはその上流側の燃料供給系統に異常が生じたか否かを判定し、燃料ポンプまたはその上流側の燃料供給系統の異常が生じており、かつ前記燃料供給圧力検出手段により検出した圧力が予め定めた判定値より低い場合には、更に前記異常を燃料供給不足によるものと判別する。
【００１７】
すなわち請求項６と請求項９との発明では、それぞれ、請求項５と請求項８において燃料ポンプまたはその上流側の燃料供給系統に異常が生じていると判定されたときには、更に燃料供給圧力に基づいて、この異常が燃料供給不足によるものか否かを判別する。燃料ポンプまたはその上流側に異常が生じている場合には、例えば燃料ポンプ自体から外部への燃料洩れが生じていることも考えられるため、直ちに機関を停止する必要がある。しかし、単なる燃料供給不足による異常であれば機関の運転を継続しても大きな問題は生じないため、車両などではいわゆる退避走行が可能となる。このため、燃料供給不足による異常かそれ以外の異常かを判別することにより、直ちに機関を停止すべきか否かを判定することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を自動車用ディーゼル機関に適用した場合の実施形態の概略構成を示す図である。
図１において、１は内燃機関１０（本実施形態では４気筒ディーゼル機関）の各気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁、３は各燃料噴射弁１が接続される共通の蓄圧室（コモンレール）を示す。コモンレール３は、後述する高圧燃料噴射ポンプ５から供給される加圧燃料を貯留し、各燃料噴射弁１に分配する機能を有する。
【００１９】
また、図１において７は機関１０の燃料（本実施形態では軽油）を貯留する燃料タンク、９は高圧燃料ポンプに燃料を供給する低圧フィードポンプ、９ｂは低圧燃料ポンプ９から高圧燃料ポンプ５に燃料を供給する燃料供給配管１３に設けられた燃料フィルタをそれぞれ示している。機関運転中、タンク７内の燃料は、フィードポンプ９により一定圧力に昇圧され、燃料フィルタ９ｂで異物、水分等を除去された後、燃料供給配管１３を通って高圧燃料噴射ポンプ５に供給される。また、高圧燃料噴射ポンプ５から吐出された燃料は、逆止弁１５、高圧配管１７を通ってコモンレール３に供給され、コモンレール３から各燃料噴射弁１を介して内燃機関の各気筒内に噴射される。
【００２０】
なお、図１において１９で示したのは各燃料噴射弁１からのリターン燃料を燃料タンク７に返戻するリターン燃料配管である。燃料噴射弁からのリターン燃料については後述する。
図１に２０で示すのは、機関の制御を行うエンジン制御回路（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ２０は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、入出力ポートを双方向バスで接続した公知の構成のディジタルコンピュータとして構成され、更にメインスイッチがオフにされている間も記憶内容を保持可能なバックアップＲＡＭを備えている。ＥＣＵ２０は、後述するように高圧燃料噴射ポンプ５の吸入弁５ａの開閉動作を制御してコモンレール３内の燃料油圧力を機関負荷、回転数等に応じて制御する燃料圧力制御を行い燃料噴射弁の噴射率を機関負荷、回転数等に応じて調節するとともに、燃料噴射弁１の開弁時間を制御して気筒内に噴射される燃料量を制御する燃料噴射制御を行う。
【００２１】
また、本実施形態では後述するように、ＥＣＵ２０はコモンレール内の圧力変動に基づいて燃料噴射ポンプ５、コモンレール３、燃料噴射弁１等の燃料噴射系統の異常を検出する異常検出手段として機能する。
上記制御のため、ＥＣＵ２０の入力ポートには、コモンレール３に設けた燃料圧力センサ３１と燃料温度センサ３３とから、それぞれコモンレール３内の燃料圧力と燃料温度とに対応する電圧信号が、ＡＤ変換器３４を介して入力されている他、機関アクセルペダル（図示せず）に設けたアクセル開度センサ３５からアクセルペダルの操作量（踏み込み量）に対応する信号が同様にＡＤ変換器３４を介して入力されている。また、燃料フィルタ９ｂと高圧燃料ポンプ５との間の燃料供給配管１３に設けられた燃料供給圧力センサ３９からは、同様にＡＤ変換器３４を介してフィルタ９ｂ下流側の燃料供給配管１３内の圧力に対応する電圧信号がＥＣＵ２０の入力ポートに供給されている。更に、ＥＣＵ２０の入力ポートには、機関のディストリビュータ（図示せず）に設けたクランク角センサ３７から、クランク軸が基準回転位置（例えば第１気筒の上死点）になったときに発生する基準パルス信号とクランク回転角に応じて発生する、回転パルス信号との２つの信号が入力されている。
【００２２】
また、ＥＣＵ２０の出力ポートは、駆動回路４０を介して燃料噴射弁１に接続され、各燃料噴射弁１の作動を制御している他、駆動回路４０を介して高圧燃料噴射ポンプ５の吸入弁５ａの開閉を制御するソレノイドアクチュエータに接続され、ポンプ５の吐出量を制御している。
本実施形態では、高圧燃料噴射ポンプ５は２つのシリンダを有するピストンポンプの形式とされている。ポンプ５の各シリンダ内のピストンは、ポンプ内のピストン駆動軸に形成されたカムに押圧されてシリンダ内を往復運動する。また、各シリンダの吸入ポートには、ソレノイドアクチュエータにより開閉駆動される吸入弁が設けられている。本実施形態ではピストン駆動軸は機関１０のクランク軸（図示せず）により駆動され、クランク軸と同期してクランク軸の２分の１の速度で回転する。また、ポンプ５のピストン駆動軸には、それぞれのピストンと係合する部分に２つのリフト部を持つカムが形成されており、ポンプ１０のピストンは機関１０の各気筒のストロークに同期して燃料を吐出するようになっている。すなわち、本実施形態では４気筒ディーゼル機関が使用されているため、ポンプ１０の２つのシリンダはクランク軸が７２０度回転する間にそれぞれ２回ずつ、機関の気筒のストロークに同期して（例えば各気筒の排気行程毎に）コモンレール３に燃料を圧送する。
【００２３】
また、ＥＣＵ２０はポンプの各シリンダのピストンの上昇（圧送）行程における吸入弁５ａの閉弁時期を変化させることによりポンプからの燃料油の吐出流量を制御する。すなわち、ＥＣＵ２０は、各シリンダのピストン下降行程（吸入行程）の間、及びピストン上昇行程（吐出行程）開始後所定の期間ソレノイドアクチュエータへの通電を停止して吸入弁５ａを開弁状態に維持する。これにより、各シリンダでピストンが吐出行程に入ってもシリンダ内の燃料は吸入弁５ａからタンクに逆流しシリンダ内の燃料圧力は上昇しない。そして、上記期間経過後ＥＣＵ２０は吸入弁５ａのソレノイドアクチュエータに通電して吸入弁５ａを閉弁する。これによりポンプピストンの上昇に伴いシリンダ内の圧力が上昇し、シリンダ内圧力がコモンレール３内の圧力より高くなると各シリンダの逆止弁１５が開弁し、シリンダ内の高圧の燃料油が高圧配管１７を経由してコモンレール３に圧送される。なお、吸入弁５ａは一旦閉弁するとシリンダ内燃料圧力が高い間は燃料圧力に押されて閉弁状態に保持される。従ってコモンレール３への燃料圧送量はポンプ５の吸入弁５ａの閉弁開始時期により定まる。このため、ＥＣＵ２０はポンプ５の各シリンダの吸入弁５ａの閉弁時間（ソレノイドアクチュエータへの通電時間）を調節することにより、ポンプ５のピストン有効ストロークを変化させコモンレール３に圧送する燃料量を制御している。
【００２４】
本実施形態では、ＥＣＵ２０は機関負荷、回転数に応じて予めＲＯＭに格納した関係に基づいて目標コモンレール燃料圧力を設定するとともに、燃料圧力センサ３１で検出したコモンレール燃料圧力が設定した目標コモンレール燃料圧力になるようにポンプ５の吐出量を制御する。また、ＥＣＵ２０は機関負荷、回転数に応じて予めＲＯＭに格納した関係に基づいて燃料噴射弁１の開弁時間（燃料噴射時間）を制御する。
【００２５】
すなわち、本実施形態ではコモンレール３の燃料圧力を機関運転条件に応じて変化させることにより、燃料噴射弁１の噴射率を運転条件に応じて調節し、燃料圧力と燃料噴射時間とを変化させることにより燃料噴射量を運転条件に応じて調節している。このため、本実施形態のようなコモンレール式燃料噴射装置では、コモンレール内の燃料圧力は機関の運転条件（負荷、回転数）に応じて極めて広い範囲で（例えば、本実施形態では１０ＭＰａから１５０ＭＰａ程度までの範囲で）変化することになる。
【００２６】
次に、本実施形態における燃料噴射系統の異常検出原理について説明する。
本実施形態では、燃料噴射弁１からの燃料噴射開始前と終了後との間のコモンレール３内の燃料圧力変動、又は燃料ポンプ５からコモンレール３への燃料圧送開始前と終了後との間のコモンレール３内の燃料圧力変動の少なくとも一方に基づいて燃料噴射系統の異常を検出する。
【００２７】
図２は、本実施形態での燃料噴射と燃料圧送の１サイクルにおけるコモンレール３内の燃料圧力の時間的変動の状況を模式的に示している。
図２において、ＰＤで示した期間はいずれかの燃料噴射弁１から燃料噴射が行われる期間を、ＰＵで示した期間は燃料噴射終了後燃料ポンプ５からコモンレール３に燃料が圧送される期間を示している。図２に示すように、本実施形態では燃料噴射弁１からの燃料噴射と燃料ポンプ５からの燃料圧送とは別々のタイミングで重複しないように実行されている。
【００２８】
図２において、ＰＣ１0 は燃料噴射（ＰＤ）が開始される前のコモンレール３燃料圧力、ＰＣ２は燃料噴射終了後、かつ燃料ポンプ５からの燃料圧送（ＰＵ）開始前のコモンレール３燃料圧力、ＰＣ１1 は燃料圧送終了後かつ次の燃料噴射開始前の圧力を示している。本実施形態では、燃料圧力センサ３１で検出した上記圧力ＰＣ１0 、ＰＣ２、ＰＣ１1 から燃料噴射前後（期間ＰＤ前後）のコモンレール３内圧力変動の実測値ＤＰＣ１２＝ＰＣ２−ＰＣ１0 、または燃料圧送前後（期間ＰＵ前後）のコモンレール３内圧力変動の実測値ＤＰＣ２１＝ＰＣ１1 −ＰＣ２を算出し、実測値ＤＰＣ１２と燃料噴射量から算出した燃料噴射前後のコモンレール圧力変動ＤＰＤとを比較、または実測値ＤＰＣ２１と燃料圧送量から算出した燃料圧送前後のコモンレール圧力変動ＤＰＵとを比較することにより燃料噴射系統の異常を判定する。
【００２９】
次に、上記圧力変動の推定値ＤＰＤとＤＰＵとの算出方法について説明する。まず、燃料噴射前後の圧力変動ＤＰＤについて考えると、ＤＰＤは期間ＰＤに燃料噴射弁１から噴射される燃料量ＱＦＩＮＣを用いて、
ＤＰＤ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＦＩＮＣ
として表される。ここで、Ｋは燃料の体積弾性係数、ＶＰＣはコモンレール３を含む高圧部の内容積である。また、ＱＦＩＮＣは標準圧力（例えば０．１ＭＰａ）における体積で表される。前述のように、ＥＣＵ２０は機関運転条件から燃料噴射量ＱＦＩＮＣを算出し、ＱＦＩＮＣの量の燃料が機関に噴射されるように燃料噴射弁１の開弁時間を制御している。このため、燃料噴射弁１やコモンレール３に異常がない場合には実際の燃料噴射期間ＰＤ内にコモンレール３から流出する燃料量はＱＦＩＮＣのみになるため上記推定値ＤＰＤと実測値ＤＰＣ１２とは等しくなるはずである。一方、燃料噴射弁１やコモンレール３に洩れが生じたような燃料噴射系統の異常では、期間ＰＤ内にコモンレール３から流出する燃料量は燃料噴射目標値ＱＦＩＮＣより大きくなる。このため、燃料噴射系統に洩れ等の異常が生じたような場合には、実際の圧力変動ＰＣ１２の大きさは圧力変動推定値より大きくなる。そこで、本実施形態では推測値ＤＰＤと実測値ＤＰＣ１２との差ｄＤＰＤ（＝ＤＰＤ−ＤＰＣ１２）をとり、このｄＤＰＤが予め定めた判定値Ｒ１（Ｒ１＞０）を越えた場合に、すなわちｄＤＰＤ＞Ｒ１の場合に燃料噴射系統に異常が生じたと判定するようにしている。
【００３０】
また、燃料圧送前後の圧力変動ＤＰＵについては、上記と同様期間ＰＵに燃料ポンプ５からコモンレール３に流入した燃料量ＱＰＭＤを用いて、
ＤＰＵ＝（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＰＭＤ
として表される。本実施形態では、前述したようにＥＣＵ２０は機関運転条件に応じて燃料ポンプ５の吸入弁５ａの閉弁開始時期（ソレノイドアクチュエータへの通電開始時期）を決定しポンプ５からの燃料圧送量を制御している。従って、燃料ポンプ５やコモンレール５に異常がない場合には上記ＱＰＭＤはポンプ５のソレノイドアクチュエータへの通電時間から算出される燃料ポンプ吐出量（標準圧力における体積）に等しくなるはずである。そこで、本実施形態では前述のｄＤＰＤと同様に、上記推測値ＤＰＵと燃料圧送期間前後の圧力変動実測値ＤＰＣ２１との差ｄＤＰＵ（＝ＤＰＵ−ＤＰＣ２１）をとり、このｄＤＰＵの値が予め定めた判定値Ｒ２（但しＲ２＞０）を越えた場合（ｄＤＰＵ＞Ｒ２の場合）に燃料噴射系統が異常を生じたと判定するようにしている。
【００３１】
上述のように燃料噴射前後の圧力変動（ＤＰＤ、ＤＰＣ１２）による異常検出と燃料圧送前後の圧力変動（ＤＰＵ、ＤＰＣ２１）による異常検出とは、それぞれ単独で用いることも可能である。また、両方の異常検出を実行し、それらの結果を比較することにより発生した異常の種類（異常発生箇所等）を特定することも可能となる。これらの異常検出方法の詳細については後述する。
【００３２】
ところで、上記のように圧力変動の推定値ＤＰＤ、ＤＰＵ等を用いて異常検出を行う場合には圧力による燃料油の体積弾性係数の変化が問題になる。燃料油の体積弾性係数は温度と圧力とによって変化する。図３は、燃料油（軽油）の体積弾性係数の温度と圧力とによる一般的な変化を説明する図である。図３に示すように、軽油の体積弾性係数は圧力が高いほど増大し、温度が低いほど低下する。
【００３３】
また、図３から判るように圧力、温度に対する体積弾性係数の変化率はそれほど大きくない。このため、圧力、温度の変化幅があまり大きくない場合には軽油の体積弾性係数を一定値で近似して前述の式から圧力変動推定値ＤＰＤ、ＤＰＵを求めても大きな誤差は生じない。しかし、圧力、温度の変化幅が大きい場合、特に本実施形態のように燃料圧力が機関の運転状態に応じて極めて大きな幅（１０ＭＰａから１５０ＭＰａ程度の範囲）で変化するような場合、には体積弾性係数の変化も大きくなり、体積弾性係数を一定値に固定してＤＰＤ、ＤＰＵを算出すると大きな誤差を生じ、異常判定に誤差を生じることになる。
【００３４】
そこで、本実施形態では予め使用する軽油の体積弾性係数を機関運転中に生じ得る範囲で圧力と温度とを変えて測定し、その測定結果を温度、圧力を用いた数値マップとしてＥＣＵ２０のＲＯＭに格納してある。異常検出に際しては、燃料圧力センサ３１と燃料温度センサ３３で検出したコモンレール３内の燃料圧力ＰＣと燃料温度ＴＨＦとから、その圧力温度条件における体積弾性係数をＲＯＭから読み出し、この体積弾性係数を用いて上記の式から圧力変動推定値ＤＰＤ、ＤＰＵを算出するようにしている。
【００３５】
次に、図４、図５を用いてＥＣＵ２０の上記異常検出動作の具体例について説明する。
図４は、燃料噴射前後の圧力変動（ＤＰＤ、ＤＰＣ１２）に基づく燃料噴射系統の異常検出動作ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ２０により所定のタイミングで（例えば、機関クランク軸一定回転角毎に）、実行される。
【００３６】
図４においてルーチンがスタートすると、ステップ４０１では、コモンレール内燃料圧力ＰＣ、燃料温度ＴＨＦ、クランク軸回転角ＣＡが、燃料圧力センサ３１、燃料温度センサ３３、クランク角センサ３７からそれぞれ読み込まれる。
次いで、ステップ４０３から４０９では、現在クランク軸回転角ＣＡが所定値ＣＡ１0 （ステップ４０３）またはＣＡ２（ステップ４０７）のいずれかにあるかが判定され、いずれのタイミングにもない場合にはステップ４０７から直ちにルーチンを終了する。
【００３７】
ここで、上記クランク軸回転角ＣＡ１0 は、各気筒の燃料噴射開始直前のクランク軸回転角、すなわち図２のＰＣ１0 の計測タイミングに相当するクランク軸回転角であり、ＣＡ２は、燃料噴射終了後燃料圧送が開始される前のクランク軸回転角、すなわち図２のＰＣ２の計測タイミングに相当するクランク軸回転角である。また、現在ＰＣ１0 の計測タイミングであった場合（ステップ４０３でＣＡ＝ＣＡ１0 の場合）には、ステップ４０１で読み込んだコモンレール燃料圧力ＰＣと燃料温度ＴＨＦの値がＰＣ１0 、ＴＨＦ１として記憶され（ステップ４０５）、現在ＰＣ２の計測タイミングであった場合（ステップ４０７でＣＡ＝ＣＡ２の場合）には、ステップ４０１で読み込んだＰＣの値のみがＰＣ２として記憶される（ステップ４０９）。
【００３８】
次いで、ステップ４１１では、記憶したコモンレール燃料圧力力ＰＣ１0 と燃料温度ＴＨＦ１とを用いて、ＥＣＵ２０のＲＯＭに予め格納した数値マップから現在の燃料の体積弾性係数Ｋを算出し、ステップ４１３ではこの体積弾性係数Ｋと燃料噴射量ＱＦＩＮＣとから、圧力変動推定値ＤＰＤを、
ＤＰＤ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＦＩＮＣ
として算出する。なお、燃料噴射量ＱＦＩＮＣは別途ＥＣＵ２０により実行される燃料噴射量演算ルーチン（図示せず）により、機関回転数とアクセル開度とに基づいて算出される。
【００３９】
そして、ステップ４１５では、ステップ４０５とステップ４０９とで記憶したＰＣ１0 、ＰＣ２から、実際の圧力変動ＤＰＣ１２が、
ＤＰＣ１２＝ＰＣ２−ＰＣ１0
として算出され、ステップ４１７ではステップ４１３で求めた圧力変動推測値ＤＰＤとステップ４１５で求めた実測値ＤＰＣ１２との差ｄＤＰＤが、
ｄＤＰＤ＝ＤＰＤ−ＤＰＣ１２
として算出される。
さらに、ステップ４１９では上記により算出したｄＤＰＤの値が予め定めた判定値Ｒ１より大きいか否かが判定され、ｄＤＰＤ＞Ｒ１である場合にはコモンレールから流出する燃料量が正常な量以上に大きくなっていることから燃料噴射系統に異常が生じたと判定し、ステップ４２３で異常フラグＸＤの値を１にセットしてルーチンを終了する。また、ｄＤＰＤ≦Ｒ１の場合には燃料噴射系統に以上が生じていないと判定し、ステップ４２１で異常フラグＸＤの値を０にセットしてルーチンを終了する。なお、本実施形態では、異常フラグＸＤの値が１にセットされると、別途実行される図示しないルーチンにより運転席の警告灯が点灯され運転者に異常発生を報知するようになっている。また、判定結果（フラグＸＤの値）をＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭに格納し、将来の点検修理に備えるようにしてもよい。なお、本実施形態では燃料噴射開始前のコモンレール燃料圧力（ＰＣ１0 ）と温度に基づいて体積弾性係数を検出しているが、燃料噴射によるコモンレール燃料圧力と温度との変化は比較的小さいため、燃料噴射終了後のコモンレール燃料圧力（ＰＣ２）と温度とに基づいて体積弾性係数を検出するようにしても良い。また、同様に燃料噴射前後の圧力平均値と温度平均値とに基づいて体積弾性係数を検出するようにしても良い。
【００４０】
図５は、燃料圧送前後の圧力変動（ＤＰＵ、ＤＰＣ２１）に基づく異常検出ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、図４のルーチンと同様クランク軸一定回転角毎に実行される。本ルーチンでは、図４のルーチンと類似の方法で算出した体積弾性係数の値を用いて燃料圧送前後のコモンレール燃料圧力変動の推測値ＤＰＵを算出し、実測値ＤＰＣ２１との差ｄＤＰＵ＝ＤＰＵ−ＤＰＣ２１の値に基づいて燃料噴射系統の異常の有無を判定している。
【００４１】
図５のフローチャートの各ステップは図４の各ステップに類似した操作であるので、ここでは相違する点についてのみ説明する。図５ステップ５０３から５０９は圧力ＰＣ１1 とＰＣ２（図２）の読み込み動作を示す。ステップ５０３のＣＡ２及びステップ５０７のＣＡ１1 は、それぞれ燃料噴射終了後燃料圧送開始前のタイミングに相当するクランク軸回転角と燃料圧送終了直後のタイミングに相当するクランク軸回転角である。また、本実施形態では燃料噴射終了後、圧送開始前の圧力（ＰＣ２）と温度とに基づいて体積弾性係数Ｋを算出する（ステップ５１１）が、前述のように、燃料圧送終了後の圧力（ＰＣ１1 ）と温度とを用いて体積弾性係数を算出するようにしても良い。
【００４２】
図５ステップ５１３では、燃料圧送前後の圧力変動推測値ＤＰＵが、
ＤＰＵ＝（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＰＭＤ
として算出される。ＱＰＭＤは機関運転条件に基づいて別途図示しないルーチンにより算出されるポンプからの燃料圧送量である。そして、ステップ５１５では圧力変動の実測値ＤＰＣ２１が、ＤＰＣ２１＝ＰＣ２−ＰＣ１1 として算出され、ステップ５１７では推測値ＤＰＵと実測値ＤＰＣ２１との差ｄＤＰＵが、
ｄＤＰＵ＝ＤＰＵ−ＤＰＣ２１として算出さされる。
【００４３】
更に、ステップ５１９ではｄＤＰＵの値が所定の判定値Ｒ２より大きいか否かに基づいて、異常フラグＸＵの値が１（異常）（ステップ５２３）または０（正常）（ステップ５２１）にセットされる。
なお、図４、図５の実施形態ではコモンレール内の燃料圧力と温度との両方の実測値に基づいて体積弾性係数Ｋの値を算出しているが、機関運転中のコモンレール内燃料圧力変動が比較的小さい機関においては燃料温度のみに基づいて（燃料圧力を一定値で近似して）、また温度変動が比較的小さい機関では燃料圧力のみに基づいて（燃料温度を一定値で近似して）それぞれ体積弾性係数Ｋを算出するようにしてもよい。
【００４４】
次に、燃料噴射前後の圧力変動推定値ＤＰＤの上記とは別の算出方法について説明する。図４ステップ４１３では燃料噴射前後の圧力変動は燃料噴射によりコモンレールから流出する燃料のみにより生じると仮定し、燃料噴射量ＱＦＩＮＣを用いてＤＰＤ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＦＩＮＣとして算出していた。しかし、実際の燃料噴射系統では正常であっても燃料噴射前後の期間にコモンレールから流出して燃料タンクに返戻されるリターン燃料が存在する。
【００４５】
例えば、燃料噴射弁の形式によっては燃料噴射弁の開弁動作を燃料油の圧力を利用して行うため燃料噴射動作に伴って燃料噴射条件から定まる一定量の燃料油が燃料タンクに返戻される形式のものがある。より詳細には、このような形式の弁では、閉弁時には弁体の下部（噴孔側）と上部との両方に燃料圧力を作用させることにより燃料圧力により弁体に加わる力をバランスさせ、スプリングの力で弁体を弁座に押圧している。一方、燃料噴射時には弁体上部の燃料油を電磁弁を経由してリターン配管に逃がすことにより弁体上部に作用する圧力を低下させる。これにより、弁体下部に作用する燃料油圧力により弁体がスプリングに抗して押し上げられ噴孔が開放され噴射が行われる。すなわち、この形式の燃料噴射弁では開弁（燃料噴射）期間中にリターン燃料が発生する。
【００４６】
また、上記開弁動作に伴うリターン燃料の他に、常時燃料噴射弁の摺動部クリアランスからリークする燃料油があり、これらのリーク燃料も燃料タンクに返戻される。これらのリターン燃料は各燃料噴射弁１と燃料タンク７とを接続するリターン燃料配管１９を通って燃料タンクに返戻されるが、本明細書では上記燃料噴射弁の燃料噴射動作に伴って生じるリターン燃料を動的リターン燃料、摺動部からのリーク燃料等のように燃料噴射弁の燃料噴射動作とは関係なく常時コモンレールから燃料タンクに返戻されるリターン燃料を静的リターン燃料と呼ぶことにする。すなわち、燃料噴射前後の期間には、燃料噴射量ＱＦＩＮＣ以外にも動的リターン燃料と静的リターン燃料との和に相当する量のリターン燃料がコモンレールから流出することになる。
【００４７】
このため、このような燃料噴射弁を用いる燃料噴射装置では圧力変動ＤＰＤを算出する際に燃料噴射量ＱＦＩＮＣのみでなく、上記リターン燃料量をも考慮する必要がある。そこで、以下の実施形態では燃料噴射前後の圧力変動推定値ＤＰＤを算出する際に動的リターン燃料量と静的リターン燃料量とを考慮するようにしている。
【００４８】
以下の実施形態では、動的リターン燃料量ＱＩＬＤと静的リターン燃料量ＱＩＬＳとはそれぞれ以下の方法で算出される。
動的リターン燃料量ＱＩＬＤは、前述のように燃料噴射弁開弁中のみに発生するリターン燃料の量であり、燃料噴射１回当たりに燃料タンクに返戻される燃料の量で表される。従って、ＱＩＬＤは燃料噴射弁の弁体上部油圧を逃がす電磁弁の通電時間（燃料噴射時間）ＴＱＦＩＮと燃料噴射直前の燃料油圧力（すなわちＰＣ１0 ）との関数になる。本実施形態では、予め燃料圧力と燃料噴射時間とを変えて１回の燃料噴射期間に燃料タンクに戻されるリターン燃料量を実測し、ＥＣＵ２０のＲＯＭに燃料圧力と燃料噴射時間とを用いた数値マップとして記憶してある。動的リターン燃料量ＱＩＬＤはＥＣＵ２０による燃料噴射時間（通電時間）ＴＱＦＩＮと燃料圧力ＰＣ１0 とを用いて、このマップから算出される。
【００４９】
また、静的リターン燃料量ＱＩＬＳは、燃料噴射弁の各クリアランス部からのリーク燃料の量であり、ＰＣ１0 計測時からＰＣ２計測時までの時間にリークされる燃料の総量で表される。このため、ＱＩＬＳは燃料圧力（ＰＣ１0 ）と燃料温度ＴＨＦ１（燃料粘度）、機関回転数ＮＥ（ＰＣ１0 計測時からＰＣ２計測時までの所要時間）の関数となる。本実施形態では、ＱＩＬＳについても予め燃料圧力、温度、機関回転数の組合せを変化させてリターン燃料量を実測し、燃料圧力、温度、機関回転数を用いた数値マップとしてＥＣＵ２０のＲＯＭに格納してある。そして、実際の運転時には静的リターン燃料量ＱＩＬＳは、実測した燃料圧力（ＰＣ１0 ）、温度（ＴＨＦ１）、機関回転数ＮＥを用いて、このマップから算出される。
【００５０】
図６は、リターン燃料量ＱＩＬＤとＱＩＬＳとを考慮した場合の燃料噴射前後の圧力変動推定値ＤＰＤの演算ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えばサブルーチンとして図４のステップ４１３で実行される。
図６のサブルーチンにおいて、ステップ６０１では、別途ＥＣＵ２０により実行される燃料噴射弁制御ルーチン（図示せず）により算出される制御弁開弁時間（通電時間）ＴＱＦＩＮと、機関回転数ＮＥが読みだされる。
【００５１】
そして、ステップ６０３では、上記ＴＱＦＩＮと図４ステップ４０５で記憶したコモンレール燃料圧力ＰＣ１0 とから、ＥＣＵ２０のＲＯＭに格納した数値マップを用いて動的リターン燃料量ＱＩＬＤが算出される。
次いで、ステップ６０５では、同様に、燃料圧力ＰＣ１0 、機関回転数ＮＥ、図６ステップ４０５で記憶した燃料温度ＴＨＦ１とから、ＥＣＵ２０のＲＯＭに格納した数値マップを用いて静的リターン燃料量ＱＩＬＳが算出される。
【００５２】
さらに、ステップ６０７では燃料噴射量ＱＦＩＮＣが読みだされ、ステップ６０９では、上記ＱＦＩＮＣ、ＱＩＬＤ、ＱＩＬＳと図６ステップ４１１で算出した体積弾性係数Ｋの値を用いて圧力変動ＤＰＤが、
ＤＰＤ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×（ＱＦＩＮＣ＋ＱＩＬＤ＋ＱＩＬＳ）
として算出される。（ＱＦＩＮＣ＋ＱＩＬＤ＋ＱＩＬＳ）は、（燃料噴射量＋リターン燃料の総量）、すなわち燃料噴射前後の期間にコモンレールから流出する燃料の総量を表している。上記サブルーチンを実行することにより燃料噴射前後のコモンレール燃料圧力変動推定値ＤＰＤが更に正確に算出されるため、図４のルーチンによる異常検出の精度が一層向上する。
【００５３】
次に、燃料圧送前後の圧力変動推定値ＤＰＵの図５とは別の算出方法について説明する。上述のように、燃料噴射前後の圧力変動推定値ＤＰＤを算出する際にコモンレールからのリターン燃料量を考慮することにより一層正確な異常検出が可能となるが、燃料圧送前後の圧力変動推定値ＤＰＵの算出についても同様のことが成り立つ。この場合、燃料圧送前後の期間には燃料噴射は行われないため、ＤＰＤ算出の場合とは異なりリターン燃料量としては上記の静的リターン燃料量ＱＩＬＳのみを考慮すれば良い。また、その他に燃料ポンプ側でのリーク燃料量量等を考慮して燃料圧送量ＱＰＭＤを算出することにより、より正確なＤＰＵの値の算出が可能となる。
【００５４】
ポンプからの燃料圧送量ＱＰＭＤは、詳細には次式で表される。
ＱＰＭＤ＝ＱＧ−ＱＤ−ＱＬ
ここで、ＱＧはポンプの幾何学的燃料圧送量、すなわち吸入弁５ａ閉弁中にポンプピストンが上昇する行程容積に相当し、吸入弁５ａのソレノイドアクチュエータに通電する標準通電開始時期（クランク軸回転角）ＴＦとこの標準通電時期に対して実際に通電を開始するまでの遅れ時間ＴＦＤとの関数となる。
【００５５】
また、ＱＤは、ポンプのデッドボリューム損失、すなわちポンプピストンが上死点に達したときに圧縮されてシリンダ内に残留する燃料量に相当する燃料量であり、燃料圧送終了時の燃料圧力ＰＣ１1 （または燃料圧送開始時における燃料圧力ＰＣ２を近似的に使用可能）、体積弾性係数Ｋとの関数となる。
さらに、ＱＬはポンプ内部のリーク燃料量であり、燃料圧力ＰＣ１1 （またはＰＣ２）と燃料温度ＴＨＦ2 （燃料粘度）、ポンプ回転数（機関回転数ＮＥ）の関数となる。
【００５６】
本実施形態では、予めＱＧ、ＱＤ、ＱＬの値をそれぞれ上記のパラメータを変えて実測し、ＱＧについてはＴＦ、ＴＦＤを、ＱＤについてはＰＣ２、Ｋを、ＱＬについてはＰＣ２、ＴＨＦ2 、ＮＥを用いた数値マップとしてそれぞれＥＣＵ２０のＲＯＭに格納してあり、それぞれのパラメータからＱＧ、ＱＤ、ＱＬの値を決定することにより正確な燃料圧送量ＱＰＭＤを算出するようにしている。
【００５７】
図７は、静的リターン量ＱＩＬＳと、ＱＧ、ＱＤ、ＱＬを考慮した燃料圧送量ＱＰＭＤとを用いた圧送前後の圧力変動ＤＰＵの算出ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、図５のルーチンのステップ５１３においてサブルーチンとして実行される。
図７において、ステップ７０１では、標準通電時期ＴＦ、通電遅れ時間ＴＦＤ及び機関回転数ＮＥがそれぞれ読み込まれる。通電時期ＴＦ及び遅れ時間ＴＦＤは、ＥＣＵ２０により別途実行されるポンプ制御ルーチン（図示せず）により、機関運転条件に応じて算出される。
【００５８】
次に、ステップ７０３では静的リターン燃料量ＱＩＬＳが、図５ステップ５０５で記憶した燃料圧力ＰＣ２、燃料温度ＴＨＦ２及び機関回転数ＮＥに基づいて前述したマップから決定される。
また、ステップ７０５では、ＴＦ及びＴＦＤから幾何学的圧送量ＱＧが、ステップ７０７では図５ステップ５１１で算出した体積弾性係数Ｋと燃料圧力ＰＣ２とからデッドボリューム損失ＱＤが、ステップ７０９では、燃料圧力ＰＣ２、燃料温度ＴＨＦ２、機関回転数ＮＥとからポンプ内部リーク量ＱＬが、それぞれＥＣＵ２０に記憶した該当するマップから算出される。また、ステップ７１１では、上記ＱＧ、ＱＤ、ＱＬを用いて正確な燃料圧送量ＱＰＭＤが、ＱＰＭＤ＝ＱＧ−ＱＰ−ＱＬとして算出される。
【００５９】
そして、ステップ７１３では、図５ステップ５１１で算出した体積弾性係数Ｋと上記により算出した静的リーク燃料量ＱＩＬＳと実際の燃料圧送量ＱＰＭＤとを用いて燃料圧送前後の圧力変動ＤＰＵが、
ＤＰＵ＝（Ｋ／ＶＰＣ）×（ＱＰＭＤ−ＱＩＬＳ）
として算出される。ここで、ＱＰＭＤは燃料圧送前後の期間にコモンレールに流入した燃料の量、ＱＩＬＳは流出した燃料の量を表している。
【００６０】
上記サブルーチンを実行することにより、燃料圧送前後のコモンレール圧力変動推定値ＤＰＵがさらに正確に算出されることになるため、図５の異常検出の精度が一層向上することになる。
ところで、上述の図６、図７の実施形態ではコモンレール３からの静的リターン燃料量ＱＩＬＳをコモンレール燃料圧力、燃料温度、機関回転数から予め設定した数値マップを用いて求めていた。このため、燃料圧力、燃料温度、機関回転数が同一であれば、燃料噴射弁の使用状態にかかわらず静的リターン燃料量ＱＩＬＳは常に同一の値になる。しかし、前述したように静的リターン燃料は噴射弁摺動部等のクリアランス部からリークする燃料の量である。このため静的リターン燃料量ＱＩＬＳは、運転条件が同一であっても機関稼働期間によるクリアランス変化に伴って経時的に変化する。このため、上記のように静的リターン燃料量を予め設定した数値マップから読みだしていると経時的変化による静的リターン燃料量の変化がＱＩＬＳの値に反映されず、圧力変動の推定値ＤＰＤ、ＤＰＵの値が不正確になるおそれがある。以下に説明する実施形態では、機関運転中に実際のＱＩＬＳの値を計測し、この計測結果を学習、記憶する。そして、ＤＰＤ、ＤＰＵの算出時に上記最新の学習結果を用いて静的リターン燃料量ＱＩＬＳを決定する。これにより、静的リターン燃料量ＱＩＬＳの経時的変化がＤＰＤ、ＤＰＵの算出に反映され、より正確な異常検出が可能となる。
【００６１】
図８は、上記の静的リターン燃料量ＱＩＬＳの学習ルーチンを説明するフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ２０により一定時間毎に実行される。
本ルーチンでは、燃料噴射も燃料圧送も行われていない期間でのコモンレール燃料圧力変動を実測し、この圧力変動実測値に基づいて静的リターン燃料量ＱＩＬＳを算出する。
【００６２】
すなわち、燃料噴射も燃料圧送も行われていない状態ではコモンレール燃料圧力変動は静的リターン燃料に起因するもののみとなる。従って、燃料噴射も燃料圧送も行われていない状態のある期間ΔＴ内の静的リターン燃料量をＱＩＬＳとするとこの期間内のコモンレール燃料圧力変動（降下）ΔＰは、
ΔＰ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＩＬＳ
となる。また、燃料温度が一定である場合、期間ΔＴ内の静的リターン燃料量の合計ＱＩＬＳは、例えばコモンレール燃料圧力ＰＣの一次関数として、
ＱＩＬＳ＝ΔＴ×（ａ＋ｂ×ＰＣ）
として表すことができる。ここで、ＰＣはコモンレール燃料圧力、ａとｂは定数である。燃料温度が一定であり燃料噴射も燃料圧送も行われていない状態での期間ΔＴ内の圧力変動ΔＰは、
ΔＰ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ΔＴ（ａ＋ｂ×ＰＣ）
として表される。従って、或る燃料温度において燃料噴射も燃料圧送もおこなわれていない状態での期間ΔＴにおける圧力変動ΔＰを２回実測すれば、二元連立方程式を解くことによりその温度条件における定数ａとｂとを容易に求めることができる。このため、定期的に各燃料温度領域において上記定数ａ、ｂを求めＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭに記憶しておき、ＤＰＤ、ＤＰＵ算出時に記憶した定数を用いて静的リターン燃料量ＱＩＬＳを算出することにより、静的リターン燃料量の経時的変化を学習することができる。
【００６３】
本ルーチンでは、燃料噴射も燃料圧送も行われていない状態として機関減速運転時のフュエルカット運転中を選び、フュエルカット運転中の本来であれば燃料噴射が行われる期間の前後のコモンレール燃料圧力変動実測値ＤＰＣ１２から定数ａ、ｂを算出する。
すなわち、図８においてルーチンがスタートすると、ステップ８０１ではフラグＦＣの値が１にセットされているか否かを判定する。フラグＦＣは別途ＥＣＵ２０により実行されるフュエルカットルーチン（図示せず）により設定されるフラグであり、ＦＣ＝１は現在フュエルカットが実施されていることを表している。ステップ８０１で現在フュエルカット運転が実施されていない（ＦＣ≠１）場合にはステップ８０３以下で定数ａ、ｂを算出することなく本ルーチンは直ちに終了する。
【００６４】
ステップ８０１で現在フュエルカット実行中であった場合、ステップ８０３で現在のコモンレール燃料圧力ＰＣと温度ＴＨＦ、クランク軸回転角度位置ＣＡ及び機関回転数ＮＥが読みだされる。そして、ステップ８０５から８１１では本来の燃料噴射タイミング直前のコモンレール燃料圧力ＰＣ１0 、温度ＴＨＦ１及び燃料噴射完了タイミング後のコモンレール燃料圧力ＰＣ２（図２参照）が記憶される。更に、ステップ８１１でＰＣ２を記憶した後に、ステップ８１３では燃料圧力ＰＣ１0 と温度ＴＨＦ１とから体積弾性係数Ｋが算出される。ステップ８０３からステップ８１３は、図４ステップ４０１から４１１とほぼ同様の操作である。
【００６５】
次いで、ステップ８１５では圧力変動の実測値ＤＰＣがＤＰＣ＝ＰＣ２−ＰＣ１0 として求められる。前述したように、このルーチンはフュエルカット中に実行されるため上記実測値ＤＰＣは燃料噴射も燃料圧送も行われていない状態での圧力変動の値となる。
次いで、ステップ８１７では、上記実測値に基づいて静的リターン燃料量ＱＩＬＳ算出のための定数ａ、ｂが求められる。
【００６６】
前述のように、燃料噴射も燃料圧送も行われていないときのコモンレールの燃料圧力変動は、上記ＤＰＣ、及びＫ、ＰＣ１0 、ＮＥの値を用いて、
ＤＰＣ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ΔＴ（ａ＋ｂ×ＰＣ１0 ）
となる。ここで、ΔＴはＮＥから算出されるＰＣ２とＰＣ１0 との計測タイミングの時間間隔、ΔＴ×（ａ＋ｂ×ＰＣ１0 ）は静的リターン燃料量ＱＩＬＳに相当する。
【００６７】
ステップ８１７では、今回ルーチン実行時及び前回ルーチン実行時に実測したＤＰＣの値を用いて、以下の２元連立方程式を解くことにより定数ａ、ｂを求める。
ＤＰＣ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ΔＴ（ａ＋ｂ×ＰＣ１0 ）
ＤＰＣ(i-1) ＝−（Ｋ(i-1) ／ＶＰＣ）×ΔＴ(i-1) （ａ＋ｂ×ＰＣ１0(i-1)）ここで、添字（ｉ−１）を付した値は、前回ルーチン実行時に実測または算出した値を示している。
【００６８】
ステップ８１９では、上記により算出した定数ａ、ｂをＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭに燃料温度ＴＨＦ１と対応させて記憶し、ステップ８２１では、ＤＰＣ(i-1) 、Ｋ(i-1) 、ΔＴ(i-1) 、ＰＣ１0(i-1)の各値を更新して次回のルーチン実行に備える。
上述のように、本実施形態ではバックアップＲＡＭに燃料温度毎に定数ａ、ｂが記憶されている。そして機関のフュエルカット運転が実行される毎に実際のコモンレール圧力変動に基づいてその時の燃料温度における定数ａ、ｂの値が算出され、バックアップＲＡＭに記憶したその燃料温度における定数ａ、ｂの値が更新される。このため、バックアップＲＡＭには常時燃料噴射弁の摺動部クリアランスの経時変化に対応した定数ａ、ｂの値が格納されるようになる。
【００６９】
本実施形態では、図６または図７と同様の異常検出を実行するが、ステップ６０５、ステップ７０３で静的リターン燃料ＱＩＬＳを決定する際に、バックアップＲＡＭからその時の燃料温度ＴＨＦに対応した定数ａ、ｂを読み出し、この定数を用いて、燃料圧力ＰＣと機関回転数ＮＥ（時間ΔＴ）とからＱＩＬＳを、
ＱＩＬＳ＝ΔＴ×（ａ＋ｂ×ＰＣ）
として算出し、算出したＱＩＬＳの値を用いてＤＰＤまたはＤＰＵを算出する。これにより、図６、図７のルーチンで算出される圧力変動推定値ＤＰＤ、ＤＰＵの値は機関や燃料噴射弁の経時変化に対応した値となるため、より正確な異常検出が行われるようになる。
【００７０】
次に、本は発明の別の実施形態について説明する。
上述の実施形態では、コモンレールの燃料噴射前後の圧力変動（ＤＰＤ、ＤＰＣ１２）に基づく異常検出（図４）と燃料圧送前後の圧力変動（ＤＰＵ、ＤＰＣ２１）に基づく異常検出（図５）について説明した。これらの方法はそれぞれ単独で使用してもよいが、同時に両方の異常検出方法を実行することにより、燃料噴射系統の異常の種類（異常発生箇所等）を特定することが可能となる。
【００７１】
例えば、燃料噴射前後の圧力変動に基づく異常検出では異常が検出されないにもかかわらず、燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常検出で異常が発見されたような場合には、燃料噴射ポンプ５からコモンレール３に至る経路での異常（例えば、ポンプ５の逆止弁１５より上流側での洩れ発生、ポンプ５の吸入不良）等が考えられる。また、逆に、燃料噴射前後の圧力変動に基づく異常検出で異常が検出されたにもかかわらず燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常検出では異常が発見されないような場合には、燃料噴射弁からの燃料噴射量が何らかの原因で過大になっていると考えられる。
【００７２】
いま、燃料噴射前後の圧力変動に基づく異常判定の結果をフラグＸＤ（図４）で、燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常判定の結果をフラグＸＵ（図５）で表すと、それぞれの判定結果の組合せと異常の種類との関係は以下のようになる。（Ａ）ＸＵ＝１（異常）の場合
(1)ＸＤ＝１（異常）…高圧配管１７系統またはコモンレール３からの洩れ、異物噛み込み等による燃料噴射弁の開弁スティック等
(2)ＸＤ＝０（正常）…ポンプ逆止弁１５上流側の燃料系統の洩れ、ポンプ５の吸入量不足等
（Ｂ）ＸＵ＝０（正常）の場合
(3)ＸＤ＝１（異常）…燃料噴射弁１の燃料噴射量過大
(4)ＸＤ＝０（正常）…正常
以下に説明する実施形態では、燃料噴射前後の圧力変動に基づく異常検出（図４のルーチン）と、燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常検出（図５のルーチン）との両方を実行し、それぞれの判定結果に基づいて上記の (1)から (4)のいずれに該当するかを判別するようにしている。
【００７３】
図９は、本実施形態の異常状態（種類）の特定のためのルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ２０により一定時間毎に実行される。
図９のルーチンでは、図４と図５で設定される異常検出フラグＸＤとＸＵとの組合せに応じて、異常パラメータＦＸの値を１から４のいずれかに設定する。ＦＸの値１から４は上記の異常の種類 (1)から (4)に対応している（ＦＸ＝４は正常状態であることを表している）。また、異常パラメータＦＸはＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭに格納し、将来の保守点検に備えるようにしても良い。
【００７４】
本ルーチンを実行することにより、図４と図５とのルーチンの異常検出の結果から、異常の状態（種類）が特定される。また、本実施形態によれば１気筒の燃料噴射サイクルにつき図４と図５との異常検出をそれぞれ行うことになるため、１サイクル当り２回の異常検出が行われ燃料噴射系統に異常が生じた場合にも早期に検出できるという利点がある。
【００７５】
次に、本発明の別の実施形態について説明する。図９の実施形態では図４と図５とで設定される異常検出フラグＸＤとＸＵとの組合せに応じて異常の種類を判別することが可能となっている。これらの異常のうち上記 (1)及び (3)の異常は燃料噴射弁からの噴射量過大や燃料系統から外部への燃料洩れに起因するものであるため、直ちに機関を停止することが好ましい。
【００７６】
一方、上記 (2)の異常はポンプ逆止弁１５上流側での燃料洩れやポンプの吸入量不足（ポンプへの燃料供給不足）等のポンプ１５またはその上流側の燃料供給系統の異常であり、必ずしも機関を直ちに停止させる必要がない場合が含まれている。
例えば、上記 (2)の異常のうち、逆止弁１５近傍やポンプ５本体からの外部への燃料洩れが生じているような場合には、前述の (1)、 (3)の異常と同様直ちに機関を停止させることが好ましい。しかし、ポンプ５への燃料供給不足による異常は、例えばフィルタ９ｂの詰まりや低圧燃料ポンプ９の異常による吐出量低下等により生じるため外部に燃料が洩れる可能性も低く直ちに機関を停止する必要はない。むしろ、この場合には自動車用機関等では運転を継続したほうが車両の退避走行が可能となり好ましい。
【００７７】
そこで、本実施形態では図９に示した異常の種類の判別において前述の (2)の異常（ポンプ逆止弁１５上流側の燃料系統の洩れ、またはポンプ５への燃料供給不足）が生じていると判別された場合には、更にこの異常が燃料系統の洩れによるものなのか、ポンプ５への燃料供給不足によるものなのかを判別するようにしている。
【００７８】
次に、本実施形態におけるポンプ５への燃料供給不足の有無判定方法について説明する。
本実施形態では、燃料供給配管１３に設けた燃料供給圧力センサ３９で検出した圧力に基づいて燃料供給不足の判定を行う。すなわち、燃料供給不足が生じておらず高圧ポンプ５に十分な量の燃料が供給されている場合には高圧ポンプ５の入口圧力は正圧になっている。ところが、燃料フィルタ９ｂに詰まりが生じたり、低圧ポンプ９の吐出量が低下するような異常が生じた場合には高圧ポンプ５の入口圧力は負圧になる。そこで、本実施形態では図９の異常種類判別において前述の (2)の異常が生じていると判定された場合には、更に燃料供給圧力センサ３９で検出した燃料ポンプ５入口圧力ＰＩＮが予め定めた圧力ＰＩＮ0 （ＰＩＮ0 ＜０）以下に低下しているか否かを判定する。そして、ＰＩＮ≧ＰＩＮ0 の場合には異常の種類がポンプ５等からの燃料洩れによると判定し、ＰＩＮ＜ＰＩＮ0 の場合には燃料供給不足によるものと特定する。
【００７９】
図１０は本実施形態の異常種類特定判別操作を説明するフローチャートである。
本ルーチンは、図９のルーチンと同様ＥＣＵ２０により一定時間毎に実行される。
図１０のフローチャートは、図９のフローチャートにおけるステップ９０７をステップ１００１からステップ１００７に置換した以外は図９と同一であるので、ここでは相違点であるステップ１００１からステップ１００７のみについて説明する。
【００８０】
図１０において、ステップ９０３で異常フラグＸＤの値が０であった場合、すなわち、前述の (2)の種類の異常が生じている場合には、ステップ１００１で燃料供給圧力センサ３９からポンプ入口圧力ＰＩＮを読み込み、ステップ１００３で、圧力ＰＩＮが所定の判定圧力ＰＩＮ0 より低いか否かを判断する。そして、ＰＩＮ≧ＰＩＮ0 であった場合にはステップ１００５に進み異常パラメータＦＸの値を２１に設定し、逆にＰＩＮ＜ＰＩＮ0 であった場合にはステップ１００７に進み異常パラメータＦＸの値を２２に設定する。ＦＸ＝２２は本異常が燃料フィルタ９ｂの詰まりや低圧ポンプ９の吐出量低下などにより生じた高圧ポンプ５への燃料供給不足によるものであることを表しており、ＦＸ＝２１は高圧ポンプ５または燃料供給系統からの燃料もれによるものであることを表している。
【００８１】
なお、上記により設定された異常パラメータＦＸの値が、１、３、及び２１の場合には直ちに機関１０を停止し、ＦＸの値が２２の場合には運転席の警告灯を点灯するのみとして、機関の運転を継続するようにしても良い。また、図９の実施形態と同様、異常パラメータＦＸの値をＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭに格納し将来の保守点検に備えるようにすることも可能である。
【００８２】
なお、上記の判定において、判定圧力ＰＩＮ0 の値をある程度の負圧に設定しているのは、燃料供給配管１３から外部に燃料洩れが生じたことによる燃料供給不足の場合には異常パラメータＦＸの値を２１に設定するようにしたためである。すなわち、燃料フィルタ９ｂ、低圧ポンプ９ともに正常であっても燃料供給配管１３から外部に燃料もれが生じた場合には、高圧ポンプ５への燃料供給不足が生じる可能性がある。しかし、この場合には外部への燃料洩れが生じているのであるから同じ燃料供給不足であっても燃料フィルタ９ｂの詰まり等の場合とは異なり、直ちに機関を停止することが好ましい。一方、燃料供給配管１３からの燃料洩れが生じた場合には配管１３内の圧力は大気圧以下に低下することはない。
【００８３】
そこで、本実施形態では配管１３内の圧力が所定の負圧ＰＩＮ0 より低くなった場合にのみ燃料供給不足による異常が生じたと判定することにより、外部への燃料洩れによる燃料供給不足が生じた場合と区別するようにしている。
上記のように、本実施形態によれば外部への燃料洩れを伴わない異常（ＦＸ＝２２）と外部への燃料洩れや燃料噴射弁の噴射量過大等による異常（ＦＸ＝１，３，２１）とを判別することが可能となるため、異常が生じた場合に機関を直ちに停止すべきか否かの判断を容易に行うことが可能となる。
【００８４】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、実際の燃料の温度、圧力等の条件に基づいて燃料の体積弾性係数を算出し、この体積弾性係数を用いて異常検出を実行するようにしたことにより、機関運転中に燃料圧力等が広い範囲で変動するような場合でも正確な異常検出を行うことが可能となる効果を奏する。
【００８５】
また、請求項１と２の発明では、上記異常検出を行う際に蓄圧室から燃料タンクに返戻されるリターン燃料量を考慮するようにしたため、上記効果に加えて、更に正確な異常検出を行うことが可能となる効果を奏する。
更に、請求項３の発明では、上記リターン燃料量を学習記憶するようにしたことにより、請求項１と２の発明の効果に加えて、リターン燃料量の経時的変化があった場合でも正確な異常検出を行うことが可能となる効果を奏する。
【００８６】
また、請求項４と請求項７の発明では燃料噴射前後の圧力変動に基づく異常検出と、燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常検出との両方を行うようにしたことにより、１回の気筒サイクルに２回異常検出を行うことができ、燃料噴射系統の異常を早期に検出することができるという効果を奏する。
さらに、請求項５と請求項８の発明では、それぞれ請求項４と請求項７において両方の異常検出の結果の組合わせに基づいて異常の種類を特定するようにしたため、請求項４と請求項７の効果に加えて、より詳細な異常検出が可能となる効果を奏する。
【００８７】
また、請求項６と請求項９の発明によれば、それぞれ請求項５と請求項８の効果に加えて、異常が生じた場合に、その故障が機関を直ちに停止させる必要がある故障であるか否かを容易に判定することが可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料噴射装置の一実施形態の構成概略を説明する図である。
【図２】本発明の燃料噴射系統の異常検出原理を説明する図である。
【図３】軽油の体積弾性係数の温度と圧力による変化の一例を示す図である。
【図４】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図５】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図６】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図７】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図８】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図９】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の異常検出動作の (1)実施形態を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１…燃料噴射弁
３…蓄圧室（コモンレール）
５…燃料噴射ポンプ
１０…内燃機関
２０…制御回路（ＥＣＵ）
３１…燃料圧力センサ
３９…燃料供給圧力センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関し、詳細には燃料噴射系統の異常を検出する手段を備えた燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧燃料ポンプから共通の蓄圧室（コモンレール）に燃料を供給し、この蓄圧室に各気筒毎の燃料噴射弁を接続して蓄圧室内の高圧燃料を各気筒に噴射する、いわゆるコモンレール式の燃料噴射装置が知られている。
また、コモンレール式の燃料噴射装置において、燃料噴射弁のスティックやコモンレールの燃料洩れ等の燃料噴射系統の異常を検出する異常検出手段を備えたものとしては、例えば特開平８−４５７７号公報に記載されたものがある。
【０００３】
同公報の装置では、コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力センサを設け、燃料噴射弁からの燃料噴射開始前と終了後のコモンレール内燃料圧力の差、すなわち燃料噴射によるコモンレール内の圧力降下を実測している。また、同公報の装置は、更に機関運転状態に基づいて燃料噴射開始前と終了後のコモンレール内の燃料圧力を推定し、上記圧力降下の実測値と圧力降下の推定値との間の偏差が予め定めた判定値より大きいときに燃料噴射系統に異常が生じたと判定する異常検出手段を備えている。
【０００４】
すなわち、上記装置では、内燃機関の運転状態（負荷）から１回の燃料噴射における噴射量Ｑを算出し、この燃料噴射量Ｑを用いて燃料噴射前後のコモンレール内燃料圧力降下推定値ΔＰを、ΔＰ＝（Ｋ／Ｖ）×Ｑとして算出する。ここで、上記式中のＫは燃料の体積弾性係数、Ｖはコモンレール容積、コモンレールまでの高圧供給配管容積、コモンレールから燃料噴射弁までの配管容積を含む高圧部容積であり、ＫとＶとは一定値とされる。すなわち、燃料噴射前後のコモンレール圧力降下は圧力降下検出期間内にコモンレールから流出する燃料量に比例することになる。従って、実際に燃料噴射前後にコモンレールから流出した燃料量がＱに等しければ、燃料噴射前後のコモンレール圧力降下実測値は上記推定値ΔＰに等しくなるはずである。このため、コモンレール内圧力降下の実測値と推定値ΔＰとの差が所定の判定値以上である場合、例えば実際の圧力降下が推定値ΔＰよりある程度以上大きい場合には、実際には燃料噴射量の指令値Ｑより多くの量の燃料がコモンレールから流出しているため、燃料噴射弁が開弁状態でスティックした等の異常が生じていると判定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特開平８−４５７７号公報の装置では運転中にコモンレール内の燃料圧力が大幅に変化すると正確な異常判定ができなくなる問題が生じる。
すなわち、上記公報の装置では圧力降下推定値ΔＰを算出する際に体積弾性係数Ｋを燃料圧力にかかわらず一定であると仮定している。ところが、実際には体積弾性係数Ｋは燃料圧力や燃料温度に応じて変化するため、コモンレール内の燃料圧力が大幅に変化するような場合には、燃料噴射量Ｑが同一であっても高圧時における圧力降下と低圧時における圧力降下とが異なってくる。例えば、後述するように燃料の体積弾性係数Ｋは高圧になるほど大きくなるため、燃料噴射量Ｑが同一に維持されていても燃料噴射前後のコモンレール内圧力降下はコモンレール内の圧力が高いほど大きくなる。従って、体積弾性係数Ｋを一定値として圧力降下推定値ΔＰを計算していると、コモンレール内圧力によっては正確な異常検出をできない場合が生じるのである。
【０００６】
しかも、コモンレール式燃料噴射装置では燃料噴射量と噴射率との両方を制御するために燃料噴射弁開弁時間に加えて燃料噴射圧力（コモンレール内燃料圧力）を運転状態に応じて変化させる制御を行うものがあり、この場合にはコモンレール内燃料圧力は極めて大きな範囲で変化する（例えば運転状態に応じてコモンレール内圧力を１０ＭＰａから１５０ＭＰａ程度の範囲で変化させるコモンレール式燃料噴射装置も使用されている）。このような燃料噴射装置では、運転状態に応じてコモンレール内の燃料の体積弾性係数も大きな範囲で変化することになり、体積弾性係数を一定値に固定していたのでは上記公報の方法では異常検出を行うことが不可能になるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み燃料圧力が広い範囲で変動するような場合にも燃料系統の異常を正確に検出することができる手段を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関に所定のタイミングで燃料を噴射する燃料噴射弁と、
該燃料噴射弁が接続される、加圧燃料を貯留する蓄圧室と、
該蓄圧室内の燃料圧力が所定値になるように所定のタイミングで蓄圧室に燃料を圧送する燃料ポンプと、
前記蓄圧室内の実際の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
前記蓄圧室内の燃料の圧力または温度の少なくとも一方に基づいて、燃料の体積弾性係数を検出する手段と、
前記検出した体積弾性係数と内燃機関の運転条件とに基づいて、前記燃料噴射弁からの燃料噴射前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、若しくは前記燃料ポンプからの燃料圧送前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、の少なくとも一方を推定する圧力変動推定手段と、
該圧力変動推定手段により推定された燃料噴射前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料噴射前後の燃料圧力変動の実測値との偏差、若しくは前記圧力変動推定手段により推定された燃料圧送前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料圧送前後の圧力変動の実測値との偏差、の少なくとも一方に基づいて燃料噴射系統の異常を検出する異常検出手段を備え、
前記圧力変動推定手段は、前記圧力検出手段により検出された燃料圧力、燃料温度、機関回転数、燃料噴射弁開弁時間のうち少なくとも一つに基づいて、蓄圧室から燃料タンクに返戻されるリターン燃料の量を算出するリターン燃料量算出手段を備え、
前記リターン燃料量と、内燃機関の運転条件により定まる燃料噴射弁からの燃料噴射量とから前記燃料噴射前後の燃料圧力変動を推定し、
前記リターン燃料と、内燃機関の運転条件により定まる燃料ポンプからの燃料圧送量とから前記燃料圧送前後の燃料圧力変動を推定する、内燃機関の燃料噴射装置が提供される。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明では、燃料の体積弾性係数は一定値に固定せず蓄圧室内の燃料圧力に基づいて算出される。このため、コモンレール内燃料圧力が運転条件によって大幅に変化するような場合にも、体積弾性係数は実際の燃料圧力に対応した値となる。また、本発明では燃料噴射開始前と終了後のコモンレール内圧力変動（圧力降下）と、燃料圧送開始前と終了後のコモンレール内圧力変動（圧力上昇）とのうちいずれか一方または両方について、上記の体積弾性係数を用いて圧力変動推定値を算出する。このため、算出された圧力変動推定値は実際の燃料状態に対応した正確な値となり、圧力変動推定値と圧力変動実測値との偏差に基づいて正確に異常を検出することが可能となる。
【００１１】
更に、請求項１の発明では、燃料噴射量や燃料圧送量以外にコモンレール内の実際の圧力変動に影響を与える要因としてリターン燃料量を考慮する。リターン燃料量は燃料圧力、燃料温度、機関回転数、燃料噴射時間等の各条件に応じて変化するため、本発明ではこれらの条件のうち少なくとも一つに応じてリターン燃料量を算出する。このように、燃料噴射量や燃料圧送量以外にコモンレールから燃料タンクへのリターン燃料量を考慮して圧力変動推定値を求めるようにしたことにより、算出した圧力変動推定値がより正確になり、より正確な異常検出が可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記リターン燃料量は前記燃料噴射弁からの燃料噴射動作に起因して燃料タンクに返戻される動的リターン燃料量と、それ以外の静的リターン燃料量との和として算出される請求項１に記載の燃料噴射装置が提供される。
また、請求項３に記載の発明によれば、前記リターン燃料量算出手段は、前記燃料噴射と燃料圧送との両方を停止しているときに前記リターン燃料量を計測した結果を学習、記憶する学習手段を備え、該学習結果に基づいて静的リターン燃料量を算出する請求項２に記載の燃料噴射装置が提供される。
【００１３】
すなわち、請求項２と請求項３の発明では、リターン燃料量は燃料噴射弁の燃料噴射動作を行わせるための動的リターン燃料量と、それ以外の、例えば摺動部からのリーク等による静的リターン燃料量との和として与えられる。ここで、機関運転条件が一定であれば動的リターン燃料量はほぼ一定であるのに対して、静的リターン燃料量は、摺動部のクリアランス変化等により経時的に変化する。請求項３の発明では、燃料噴射と燃料圧送との両方が行われておらず、コモンレールから静的リターン燃料量に相当する量の燃料のみが流出している状態で静的リターン燃料量を計測し、計測結果を学習、記憶するとともに、最新の学習結果を用いて静的リターン量を算出する。このため、請求項３の発明では機関の経時変化等により静的リターン燃料量が変化した場合でも、正確なリターン燃料量が算出されるので、機関経時変化にかかわらず正確な異常検出が行われる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、前記異常検出手段は、前記燃料噴射前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料噴射時異常検出と、前記燃料圧送前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料圧送時異常検出との両方を行う請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料噴射装置が提供される。
更に、請求項７に記載の発明によれば、内燃機関に所定のタイミングで燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁が接続される、加圧燃料を貯留する蓄圧室と、該蓄圧室内の燃料圧力が所定値になるように所定のタイミングで蓄圧室に燃料を圧送する燃料ポンプと、前記蓄圧室内の実際の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、前記蓄圧室内の燃料の圧力または温度の少なくとも一方に基づいて、燃料の体積弾性係数を検出する手段と、前記検出した体積弾性係数と内燃機関の運転条件とに基づいて、前記燃料噴射弁からの燃料噴射前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、若しくは前記燃料ポンプからの燃料圧送前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、の少なくとも一方を推定する圧力変動推定手段と、該圧力変動推定手段により推定された燃料噴射前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料噴射前後の燃料圧力変動の実測値との偏差、若しくは前記圧力変動推定手段により推定された燃料圧送前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料圧送前後の圧力変動の実測値との偏差、の少なくとも一方に基づいて燃料噴射系統の異常を検出する異常検出手段を備え、前記異常検出手段は、前記燃料噴射前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料噴射時異常検出と、前記燃料圧送前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料圧送時異常検出との両方を行う内燃機関の燃料噴射装置が提供される。
すなわち、請求項４と請求項７の発明では、燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常検出と燃料圧送前後の燃料圧力変動に基づく異常検出との両方が行われるため、異常検出動作を実行する頻度が大幅に増加し、早期に燃料噴射系統の異常を検出することが可能となる。
【００１５】
さらに、請求項５と請求項８に記載の発明によれば、請求項４と請求項７の発明において、それぞれ前記異常検出手段は更に、前記燃料噴射時異常検出の結果と、前記燃料圧送時異常検出の結果との両方に基づいて、異常の種類を判別する異常状態判別手段を備えている。
燃料噴射系統の異常は、その種類により燃料噴射前後の圧力変動と燃料圧送前後の圧力変動とに与える影響が異なるものがある。例えば、燃料噴射弁の異常により一回当たりの燃料噴射量が増大したような場合には、燃料噴射前後の圧力変動が推定値から大きく外れるようになるにもかかわらず燃料圧送前後の圧力変動には大きな影響が現れない。このため、両方の異常検出結果を比較することにより異常の種類を判別することが可能となる。
【００１６】
また、請求項６と請求項９とに記載の発明によれば、請求項５と請求項８の燃料噴射装置はそれぞれ、更に前記燃料ポンプ上流側の燃料供給配管に配置された燃料フィルタと、該燃料フィルタと前記燃料ポンプとの間の燃料供給配管内の圧力を検出する燃料供給圧力検出手段とを備え、前記異常状態判別手段は、前記燃料噴射時異常検出の結果と、前記燃料圧送時異常検出の結果との両方に基づいて、少なくとも前記燃料ポンプまたはその上流側の燃料供給系統に異常が生じたか否かを判定し、燃料ポンプまたはその上流側の燃料供給系統の異常が生じており、かつ前記燃料供給圧力検出手段により検出した圧力が予め定めた判定値より低い場合には、更に前記異常を燃料供給不足によるものと判別する。
【００１７】
すなわち請求項６と請求項９との発明では、それぞれ、請求項５と請求項８において燃料ポンプまたはその上流側の燃料供給系統に異常が生じていると判定されたときには、更に燃料供給圧力に基づいて、この異常が燃料供給不足によるものか否かを判別する。燃料ポンプまたはその上流側に異常が生じている場合には、例えば燃料ポンプ自体から外部への燃料洩れが生じていることも考えられるため、直ちに機関を停止する必要がある。しかし、単なる燃料供給不足による異常であれば機関の運転を継続しても大きな問題は生じないため、車両などではいわゆる退避走行が可能となる。このため、燃料供給不足による異常かそれ以外の異常かを判別することにより、直ちに機関を停止すべきか否かを判定することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を自動車用ディーゼル機関に適用した場合の実施形態の概略構成を示す図である。
図１において、１は内燃機関１０（本実施形態では４気筒ディーゼル機関）の各気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁、３は各燃料噴射弁１が接続される共通の蓄圧室（コモンレール）を示す。コモンレール３は、後述する高圧燃料噴射ポンプ５から供給される加圧燃料を貯留し、各燃料噴射弁１に分配する機能を有する。
【００１９】
また、図１において７は機関１０の燃料（本実施形態では軽油）を貯留する燃料タンク、９は高圧燃料ポンプに燃料を供給する低圧フィードポンプ、９ｂは低圧燃料ポンプ９から高圧燃料ポンプ５に燃料を供給する燃料供給配管１３に設けられた燃料フィルタをそれぞれ示している。機関運転中、タンク７内の燃料は、フィードポンプ９により一定圧力に昇圧され、燃料フィルタ９ｂで異物、水分等を除去された後、燃料供給配管１３を通って高圧燃料噴射ポンプ５に供給される。また、高圧燃料噴射ポンプ５から吐出された燃料は、逆止弁１５、高圧配管１７を通ってコモンレール３に供給され、コモンレール３から各燃料噴射弁１を介して内燃機関の各気筒内に噴射される。
【００２０】
なお、図１において１９で示したのは各燃料噴射弁１からのリターン燃料を燃料タンク７に返戻するリターン燃料配管である。燃料噴射弁からのリターン燃料については後述する。
図１に２０で示すのは、機関の制御を行うエンジン制御回路（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ２０は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、入出力ポートを双方向バスで接続した公知の構成のディジタルコンピュータとして構成され、更にメインスイッチがオフにされている間も記憶内容を保持可能なバックアップＲＡＭを備えている。ＥＣＵ２０は、後述するように高圧燃料噴射ポンプ５の吸入弁５ａの開閉動作を制御してコモンレール３内の燃料油圧力を機関負荷、回転数等に応じて制御する燃料圧力制御を行い燃料噴射弁の噴射率を機関負荷、回転数等に応じて調節するとともに、燃料噴射弁１の開弁時間を制御して気筒内に噴射される燃料量を制御する燃料噴射制御を行う。
【００２１】
また、本実施形態では後述するように、ＥＣＵ２０はコモンレール内の圧力変動に基づいて燃料噴射ポンプ５、コモンレール３、燃料噴射弁１等の燃料噴射系統の異常を検出する異常検出手段として機能する。
上記制御のため、ＥＣＵ２０の入力ポートには、コモンレール３に設けた燃料圧力センサ３１と燃料温度センサ３３とから、それぞれコモンレール３内の燃料圧力と燃料温度とに対応する電圧信号が、ＡＤ変換器３４を介して入力されている他、機関アクセルペダル（図示せず）に設けたアクセル開度センサ３５からアクセルペダルの操作量（踏み込み量）に対応する信号が同様にＡＤ変換器３４を介して入力されている。また、燃料フィルタ９ｂと高圧燃料ポンプ５との間の燃料供給配管１３に設けられた燃料供給圧力センサ３９からは、同様にＡＤ変換器３４を介してフィルタ９ｂ下流側の燃料供給配管１３内の圧力に対応する電圧信号がＥＣＵ２０の入力ポートに供給されている。更に、ＥＣＵ２０の入力ポートには、機関のディストリビュータ（図示せず）に設けたクランク角センサ３７から、クランク軸が基準回転位置（例えば第１気筒の上死点）になったときに発生する基準パルス信号とクランク回転角に応じて発生する、回転パルス信号との２つの信号が入力されている。
【００２２】
また、ＥＣＵ２０の出力ポートは、駆動回路４０を介して燃料噴射弁１に接続され、各燃料噴射弁１の作動を制御している他、駆動回路４０を介して高圧燃料噴射ポンプ５の吸入弁５ａの開閉を制御するソレノイドアクチュエータに接続され、ポンプ５の吐出量を制御している。
本実施形態では、高圧燃料噴射ポンプ５は２つのシリンダを有するピストンポンプの形式とされている。ポンプ５の各シリンダ内のピストンは、ポンプ内のピストン駆動軸に形成されたカムに押圧されてシリンダ内を往復運動する。また、各シリンダの吸入ポートには、ソレノイドアクチュエータにより開閉駆動される吸入弁が設けられている。本実施形態ではピストン駆動軸は機関１０のクランク軸（図示せず）により駆動され、クランク軸と同期してクランク軸の２分の１の速度で回転する。また、ポンプ５のピストン駆動軸には、それぞれのピストンと係合する部分に２つのリフト部を持つカムが形成されており、ポンプ１０のピストンは機関１０の各気筒のストロークに同期して燃料を吐出するようになっている。すなわち、本実施形態では４気筒ディーゼル機関が使用されているため、ポンプ１０の２つのシリンダはクランク軸が７２０度回転する間にそれぞれ２回ずつ、機関の気筒のストロークに同期して（例えば各気筒の排気行程毎に）コモンレール３に燃料を圧送する。
【００２３】
また、ＥＣＵ２０はポンプの各シリンダのピストンの上昇（圧送）行程における吸入弁５ａの閉弁時期を変化させることによりポンプからの燃料油の吐出流量を制御する。すなわち、ＥＣＵ２０は、各シリンダのピストン下降行程（吸入行程）の間、及びピストン上昇行程（吐出行程）開始後所定の期間ソレノイドアクチュエータへの通電を停止して吸入弁５ａを開弁状態に維持する。これにより、各シリンダでピストンが吐出行程に入ってもシリンダ内の燃料は吸入弁５ａからタンクに逆流しシリンダ内の燃料圧力は上昇しない。そして、上記期間経過後ＥＣＵ２０は吸入弁５ａのソレノイドアクチュエータに通電して吸入弁５ａを閉弁する。これによりポンプピストンの上昇に伴いシリンダ内の圧力が上昇し、シリンダ内圧力がコモンレール３内の圧力より高くなると各シリンダの逆止弁１５が開弁し、シリンダ内の高圧の燃料油が高圧配管１７を経由してコモンレール３に圧送される。なお、吸入弁５ａは一旦閉弁するとシリンダ内燃料圧力が高い間は燃料圧力に押されて閉弁状態に保持される。従ってコモンレール３への燃料圧送量はポンプ５の吸入弁５ａの閉弁開始時期により定まる。このため、ＥＣＵ２０はポンプ５の各シリンダの吸入弁５ａの閉弁時間（ソレノイドアクチュエータへの通電時間）を調節することにより、ポンプ５のピストン有効ストロークを変化させコモンレール３に圧送する燃料量を制御している。
【００２４】
本実施形態では、ＥＣＵ２０は機関負荷、回転数に応じて予めＲＯＭに格納した関係に基づいて目標コモンレール燃料圧力を設定するとともに、燃料圧力センサ３１で検出したコモンレール燃料圧力が設定した目標コモンレール燃料圧力になるようにポンプ５の吐出量を制御する。また、ＥＣＵ２０は機関負荷、回転数に応じて予めＲＯＭに格納した関係に基づいて燃料噴射弁１の開弁時間（燃料噴射時間）を制御する。
【００２５】
すなわち、本実施形態ではコモンレール３の燃料圧力を機関運転条件に応じて変化させることにより、燃料噴射弁１の噴射率を運転条件に応じて調節し、燃料圧力と燃料噴射時間とを変化させることにより燃料噴射量を運転条件に応じて調節している。このため、本実施形態のようなコモンレール式燃料噴射装置では、コモンレール内の燃料圧力は機関の運転条件（負荷、回転数）に応じて極めて広い範囲で（例えば、本実施形態では１０ＭＰａから１５０ＭＰａ程度までの範囲で）変化することになる。
【００２６】
次に、本実施形態における燃料噴射系統の異常検出原理について説明する。
本実施形態では、燃料噴射弁１からの燃料噴射開始前と終了後との間のコモンレール３内の燃料圧力変動、又は燃料ポンプ５からコモンレール３への燃料圧送開始前と終了後との間のコモンレール３内の燃料圧力変動の少なくとも一方に基づいて燃料噴射系統の異常を検出する。
【００２７】
図２は、本実施形態での燃料噴射と燃料圧送の１サイクルにおけるコモンレール３内の燃料圧力の時間的変動の状況を模式的に示している。
図２において、ＰＤで示した期間はいずれかの燃料噴射弁１から燃料噴射が行われる期間を、ＰＵで示した期間は燃料噴射終了後燃料ポンプ５からコモンレール３に燃料が圧送される期間を示している。図２に示すように、本実施形態では燃料噴射弁１からの燃料噴射と燃料ポンプ５からの燃料圧送とは別々のタイミングで重複しないように実行されている。
【００２８】
図２において、ＰＣ１0 は燃料噴射（ＰＤ）が開始される前のコモンレール３燃料圧力、ＰＣ２は燃料噴射終了後、かつ燃料ポンプ５からの燃料圧送（ＰＵ）開始前のコモンレール３燃料圧力、ＰＣ１1 は燃料圧送終了後かつ次の燃料噴射開始前の圧力を示している。本実施形態では、燃料圧力センサ３１で検出した上記圧力ＰＣ１0 、ＰＣ２、ＰＣ１1 から燃料噴射前後（期間ＰＤ前後）のコモンレール３内圧力変動の実測値ＤＰＣ１２＝ＰＣ２−ＰＣ１0 、または燃料圧送前後（期間ＰＵ前後）のコモンレール３内圧力変動の実測値ＤＰＣ２１＝ＰＣ１1 −ＰＣ２を算出し、実測値ＤＰＣ１２と燃料噴射量から算出した燃料噴射前後のコモンレール圧力変動ＤＰＤとを比較、または実測値ＤＰＣ２１と燃料圧送量から算出した燃料圧送前後のコモンレール圧力変動ＤＰＵとを比較することにより燃料噴射系統の異常を判定する。
【００２９】
次に、上記圧力変動の推定値ＤＰＤとＤＰＵとの算出方法について説明する。まず、燃料噴射前後の圧力変動ＤＰＤについて考えると、ＤＰＤは期間ＰＤに燃料噴射弁１から噴射される燃料量ＱＦＩＮＣを用いて、
ＤＰＤ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＦＩＮＣ
として表される。ここで、Ｋは燃料の体積弾性係数、ＶＰＣはコモンレール３を含む高圧部の内容積である。また、ＱＦＩＮＣは標準圧力（例えば０．１ＭＰａ）における体積で表される。前述のように、ＥＣＵ２０は機関運転条件から燃料噴射量ＱＦＩＮＣを算出し、ＱＦＩＮＣの量の燃料が機関に噴射されるように燃料噴射弁１の開弁時間を制御している。このため、燃料噴射弁１やコモンレール３に異常がない場合には実際の燃料噴射期間ＰＤ内にコモンレール３から流出する燃料量はＱＦＩＮＣのみになるため上記推定値ＤＰＤと実測値ＤＰＣ１２とは等しくなるはずである。一方、燃料噴射弁１やコモンレール３に洩れが生じたような燃料噴射系統の異常では、期間ＰＤ内にコモンレール３から流出する燃料量は燃料噴射目標値ＱＦＩＮＣより大きくなる。このため、燃料噴射系統に洩れ等の異常が生じたような場合には、実際の圧力変動ＰＣ１２の大きさは圧力変動推定値より大きくなる。そこで、本実施形態では推測値ＤＰＤと実測値ＤＰＣ１２との差ｄＤＰＤ（＝ＤＰＤ−ＤＰＣ１２）をとり、このｄＤＰＤが予め定めた判定値Ｒ１（Ｒ１＞０）を越えた場合に、すなわちｄＤＰＤ＞Ｒ１の場合に燃料噴射系統に異常が生じたと判定するようにしている。
【００３０】
また、燃料圧送前後の圧力変動ＤＰＵについては、上記と同様期間ＰＵに燃料ポンプ５からコモンレール３に流入した燃料量ＱＰＭＤを用いて、
ＤＰＵ＝（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＰＭＤ
として表される。本実施形態では、前述したようにＥＣＵ２０は機関運転条件に応じて燃料ポンプ５の吸入弁５ａの閉弁開始時期（ソレノイドアクチュエータへの通電開始時期）を決定しポンプ５からの燃料圧送量を制御している。従って、燃料ポンプ５やコモンレール５に異常がない場合には上記ＱＰＭＤはポンプ５のソレノイドアクチュエータへの通電時間から算出される燃料ポンプ吐出量（標準圧力における体積）に等しくなるはずである。そこで、本実施形態では前述のｄＤＰＤと同様に、上記推測値ＤＰＵと燃料圧送期間前後の圧力変動実測値ＤＰＣ２１との差ｄＤＰＵ（＝ＤＰＵ−ＤＰＣ２１）をとり、このｄＤＰＵの値が予め定めた判定値Ｒ２（但しＲ２＞０）を越えた場合（ｄＤＰＵ＞Ｒ２の場合）に燃料噴射系統が異常を生じたと判定するようにしている。
【００３１】
上述のように燃料噴射前後の圧力変動（ＤＰＤ、ＤＰＣ１２）による異常検出と燃料圧送前後の圧力変動（ＤＰＵ、ＤＰＣ２１）による異常検出とは、それぞれ単独で用いることも可能である。また、両方の異常検出を実行し、それらの結果を比較することにより発生した異常の種類（異常発生箇所等）を特定することも可能となる。これらの異常検出方法の詳細については後述する。
【００３２】
ところで、上記のように圧力変動の推定値ＤＰＤ、ＤＰＵ等を用いて異常検出を行う場合には圧力による燃料油の体積弾性係数の変化が問題になる。燃料油の体積弾性係数は温度と圧力とによって変化する。図３は、燃料油（軽油）の体積弾性係数の温度と圧力とによる一般的な変化を説明する図である。図３に示すように、軽油の体積弾性係数は圧力が高いほど増大し、温度が低いほど低下する。
【００３３】
また、図３から判るように圧力、温度に対する体積弾性係数の変化率はそれほど大きくない。このため、圧力、温度の変化幅があまり大きくない場合には軽油の体積弾性係数を一定値で近似して前述の式から圧力変動推定値ＤＰＤ、ＤＰＵを求めても大きな誤差は生じない。しかし、圧力、温度の変化幅が大きい場合、特に本実施形態のように燃料圧力が機関の運転状態に応じて極めて大きな幅（１０ＭＰａから１５０ＭＰａ程度の範囲）で変化するような場合、には体積弾性係数の変化も大きくなり、体積弾性係数を一定値に固定してＤＰＤ、ＤＰＵを算出すると大きな誤差を生じ、異常判定に誤差を生じることになる。
【００３４】
そこで、本実施形態では予め使用する軽油の体積弾性係数を機関運転中に生じ得る範囲で圧力と温度とを変えて測定し、その測定結果を温度、圧力を用いた数値マップとしてＥＣＵ２０のＲＯＭに格納してある。異常検出に際しては、燃料圧力センサ３１と燃料温度センサ３３で検出したコモンレール３内の燃料圧力ＰＣと燃料温度ＴＨＦとから、その圧力温度条件における体積弾性係数をＲＯＭから読み出し、この体積弾性係数を用いて上記の式から圧力変動推定値ＤＰＤ、ＤＰＵを算出するようにしている。
【００３５】
次に、図４、図５を用いてＥＣＵ２０の上記異常検出動作の具体例について説明する。
図４は、燃料噴射前後の圧力変動（ＤＰＤ、ＤＰＣ１２）に基づく燃料噴射系統の異常検出動作ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ２０により所定のタイミングで（例えば、機関クランク軸一定回転角毎に）、実行される。
【００３６】
図４においてルーチンがスタートすると、ステップ４０１では、コモンレール内燃料圧力ＰＣ、燃料温度ＴＨＦ、クランク軸回転角ＣＡが、燃料圧力センサ３１、燃料温度センサ３３、クランク角センサ３７からそれぞれ読み込まれる。
次いで、ステップ４０３から４０９では、現在クランク軸回転角ＣＡが所定値ＣＡ１0 （ステップ４０３）またはＣＡ２（ステップ４０７）のいずれかにあるかが判定され、いずれのタイミングにもない場合にはステップ４０７から直ちにルーチンを終了する。
【００３７】
ここで、上記クランク軸回転角ＣＡ１0 は、各気筒の燃料噴射開始直前のクランク軸回転角、すなわち図２のＰＣ１0 の計測タイミングに相当するクランク軸回転角であり、ＣＡ２は、燃料噴射終了後燃料圧送が開始される前のクランク軸回転角、すなわち図２のＰＣ２の計測タイミングに相当するクランク軸回転角である。また、現在ＰＣ１0 の計測タイミングであった場合（ステップ４０３でＣＡ＝ＣＡ１0 の場合）には、ステップ４０１で読み込んだコモンレール燃料圧力ＰＣと燃料温度ＴＨＦの値がＰＣ１0 、ＴＨＦ１として記憶され（ステップ４０５）、現在ＰＣ２の計測タイミングであった場合（ステップ４０７でＣＡ＝ＣＡ２の場合）には、ステップ４０１で読み込んだＰＣの値のみがＰＣ２として記憶される（ステップ４０９）。
【００３８】
次いで、ステップ４１１では、記憶したコモンレール燃料圧力力ＰＣ１0 と燃料温度ＴＨＦ１とを用いて、ＥＣＵ２０のＲＯＭに予め格納した数値マップから現在の燃料の体積弾性係数Ｋを算出し、ステップ４１３ではこの体積弾性係数Ｋと燃料噴射量ＱＦＩＮＣとから、圧力変動推定値ＤＰＤを、
ＤＰＤ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＦＩＮＣ
として算出する。なお、燃料噴射量ＱＦＩＮＣは別途ＥＣＵ２０により実行される燃料噴射量演算ルーチン（図示せず）により、機関回転数とアクセル開度とに基づいて算出される。
【００３９】
そして、ステップ４１５では、ステップ４０５とステップ４０９とで記憶したＰＣ１0 、ＰＣ２から、実際の圧力変動ＤＰＣ１２が、
ＤＰＣ１２＝ＰＣ２−ＰＣ１0
として算出され、ステップ４１７ではステップ４１３で求めた圧力変動推測値ＤＰＤとステップ４１５で求めた実測値ＤＰＣ１２との差ｄＤＰＤが、
ｄＤＰＤ＝ＤＰＤ−ＤＰＣ１２
として算出される。
さらに、ステップ４１９では上記により算出したｄＤＰＤの値が予め定めた判定値Ｒ１より大きいか否かが判定され、ｄＤＰＤ＞Ｒ１である場合にはコモンレールから流出する燃料量が正常な量以上に大きくなっていることから燃料噴射系統に異常が生じたと判定し、ステップ４２３で異常フラグＸＤの値を１にセットしてルーチンを終了する。また、ｄＤＰＤ≦Ｒ１の場合には燃料噴射系統に以上が生じていないと判定し、ステップ４２１で異常フラグＸＤの値を０にセットしてルーチンを終了する。なお、本実施形態では、異常フラグＸＤの値が１にセットされると、別途実行される図示しないルーチンにより運転席の警告灯が点灯され運転者に異常発生を報知するようになっている。また、判定結果（フラグＸＤの値）をＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭに格納し、将来の点検修理に備えるようにしてもよい。なお、本実施形態では燃料噴射開始前のコモンレール燃料圧力（ＰＣ１0 ）と温度に基づいて体積弾性係数を検出しているが、燃料噴射によるコモンレール燃料圧力と温度との変化は比較的小さいため、燃料噴射終了後のコモンレール燃料圧力（ＰＣ２）と温度とに基づいて体積弾性係数を検出するようにしても良い。また、同様に燃料噴射前後の圧力平均値と温度平均値とに基づいて体積弾性係数を検出するようにしても良い。
【００４０】
図５は、燃料圧送前後の圧力変動（ＤＰＵ、ＤＰＣ２１）に基づく異常検出ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、図４のルーチンと同様クランク軸一定回転角毎に実行される。本ルーチンでは、図４のルーチンと類似の方法で算出した体積弾性係数の値を用いて燃料圧送前後のコモンレール燃料圧力変動の推測値ＤＰＵを算出し、実測値ＤＰＣ２１との差ｄＤＰＵ＝ＤＰＵ−ＤＰＣ２１の値に基づいて燃料噴射系統の異常の有無を判定している。
【００４１】
図５のフローチャートの各ステップは図４の各ステップに類似した操作であるので、ここでは相違する点についてのみ説明する。図５ステップ５０３から５０９は圧力ＰＣ１1 とＰＣ２（図２）の読み込み動作を示す。ステップ５０３のＣＡ２及びステップ５０７のＣＡ１1 は、それぞれ燃料噴射終了後燃料圧送開始前のタイミングに相当するクランク軸回転角と燃料圧送終了直後のタイミングに相当するクランク軸回転角である。また、本実施形態では燃料噴射終了後、圧送開始前の圧力（ＰＣ２）と温度とに基づいて体積弾性係数Ｋを算出する（ステップ５１１）が、前述のように、燃料圧送終了後の圧力（ＰＣ１1 ）と温度とを用いて体積弾性係数を算出するようにしても良い。
【００４２】
図５ステップ５１３では、燃料圧送前後の圧力変動推測値ＤＰＵが、
ＤＰＵ＝（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＰＭＤ
として算出される。ＱＰＭＤは機関運転条件に基づいて別途図示しないルーチンにより算出されるポンプからの燃料圧送量である。そして、ステップ５１５では圧力変動の実測値ＤＰＣ２１が、ＤＰＣ２１＝ＰＣ２−ＰＣ１1 として算出され、ステップ５１７では推測値ＤＰＵと実測値ＤＰＣ２１との差ｄＤＰＵが、
ｄＤＰＵ＝ＤＰＵ−ＤＰＣ２１として算出さされる。
【００４３】
更に、ステップ５１９ではｄＤＰＵの値が所定の判定値Ｒ２より大きいか否かに基づいて、異常フラグＸＵの値が１（異常）（ステップ５２３）または０（正常）（ステップ５２１）にセットされる。
なお、図４、図５の実施形態ではコモンレール内の燃料圧力と温度との両方の実測値に基づいて体積弾性係数Ｋの値を算出しているが、機関運転中のコモンレール内燃料圧力変動が比較的小さい機関においては燃料温度のみに基づいて（燃料圧力を一定値で近似して）、また温度変動が比較的小さい機関では燃料圧力のみに基づいて（燃料温度を一定値で近似して）それぞれ体積弾性係数Ｋを算出するようにしてもよい。
【００４４】
次に、燃料噴射前後の圧力変動推定値ＤＰＤの上記とは別の算出方法について説明する。図４ステップ４１３では燃料噴射前後の圧力変動は燃料噴射によりコモンレールから流出する燃料のみにより生じると仮定し、燃料噴射量ＱＦＩＮＣを用いてＤＰＤ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＦＩＮＣとして算出していた。しかし、実際の燃料噴射系統では正常であっても燃料噴射前後の期間にコモンレールから流出して燃料タンクに返戻されるリターン燃料が存在する。
【００４５】
例えば、燃料噴射弁の形式によっては燃料噴射弁の開弁動作を燃料油の圧力を利用して行うため燃料噴射動作に伴って燃料噴射条件から定まる一定量の燃料油が燃料タンクに返戻される形式のものがある。より詳細には、このような形式の弁では、閉弁時には弁体の下部（噴孔側）と上部との両方に燃料圧力を作用させることにより燃料圧力により弁体に加わる力をバランスさせ、スプリングの力で弁体を弁座に押圧している。一方、燃料噴射時には弁体上部の燃料油を電磁弁を経由してリターン配管に逃がすことにより弁体上部に作用する圧力を低下させる。これにより、弁体下部に作用する燃料油圧力により弁体がスプリングに抗して押し上げられ噴孔が開放され噴射が行われる。すなわち、この形式の燃料噴射弁では開弁（燃料噴射）期間中にリターン燃料が発生する。
【００４６】
また、上記開弁動作に伴うリターン燃料の他に、常時燃料噴射弁の摺動部クリアランスからリークする燃料油があり、これらのリーク燃料も燃料タンクに返戻される。これらのリターン燃料は各燃料噴射弁１と燃料タンク７とを接続するリターン燃料配管１９を通って燃料タンクに返戻されるが、本明細書では上記燃料噴射弁の燃料噴射動作に伴って生じるリターン燃料を動的リターン燃料、摺動部からのリーク燃料等のように燃料噴射弁の燃料噴射動作とは関係なく常時コモンレールから燃料タンクに返戻されるリターン燃料を静的リターン燃料と呼ぶことにする。すなわち、燃料噴射前後の期間には、燃料噴射量ＱＦＩＮＣ以外にも動的リターン燃料と静的リターン燃料との和に相当する量のリターン燃料がコモンレールから流出することになる。
【００４７】
このため、このような燃料噴射弁を用いる燃料噴射装置では圧力変動ＤＰＤを算出する際に燃料噴射量ＱＦＩＮＣのみでなく、上記リターン燃料量をも考慮する必要がある。そこで、以下の実施形態では燃料噴射前後の圧力変動推定値ＤＰＤを算出する際に動的リターン燃料量と静的リターン燃料量とを考慮するようにしている。
【００４８】
以下の実施形態では、動的リターン燃料量ＱＩＬＤと静的リターン燃料量ＱＩＬＳとはそれぞれ以下の方法で算出される。
動的リターン燃料量ＱＩＬＤは、前述のように燃料噴射弁開弁中のみに発生するリターン燃料の量であり、燃料噴射１回当たりに燃料タンクに返戻される燃料の量で表される。従って、ＱＩＬＤは燃料噴射弁の弁体上部油圧を逃がす電磁弁の通電時間（燃料噴射時間）ＴＱＦＩＮと燃料噴射直前の燃料油圧力（すなわちＰＣ１0 ）との関数になる。本実施形態では、予め燃料圧力と燃料噴射時間とを変えて１回の燃料噴射期間に燃料タンクに戻されるリターン燃料量を実測し、ＥＣＵ２０のＲＯＭに燃料圧力と燃料噴射時間とを用いた数値マップとして記憶してある。動的リターン燃料量ＱＩＬＤはＥＣＵ２０による燃料噴射時間（通電時間）ＴＱＦＩＮと燃料圧力ＰＣ１0 とを用いて、このマップから算出される。
【００４９】
また、静的リターン燃料量ＱＩＬＳは、燃料噴射弁の各クリアランス部からのリーク燃料の量であり、ＰＣ１0 計測時からＰＣ２計測時までの時間にリークされる燃料の総量で表される。このため、ＱＩＬＳは燃料圧力（ＰＣ１0 ）と燃料温度ＴＨＦ１（燃料粘度）、機関回転数ＮＥ（ＰＣ１0 計測時からＰＣ２計測時までの所要時間）の関数となる。本実施形態では、ＱＩＬＳについても予め燃料圧力、温度、機関回転数の組合せを変化させてリターン燃料量を実測し、燃料圧力、温度、機関回転数を用いた数値マップとしてＥＣＵ２０のＲＯＭに格納してある。そして、実際の運転時には静的リターン燃料量ＱＩＬＳは、実測した燃料圧力（ＰＣ１0 ）、温度（ＴＨＦ１）、機関回転数ＮＥを用いて、このマップから算出される。
【００５０】
図６は、リターン燃料量ＱＩＬＤとＱＩＬＳとを考慮した場合の燃料噴射前後の圧力変動推定値ＤＰＤの演算ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えばサブルーチンとして図４のステップ４１３で実行される。
図６のサブルーチンにおいて、ステップ６０１では、別途ＥＣＵ２０により実行される燃料噴射弁制御ルーチン（図示せず）により算出される制御弁開弁時間（通電時間）ＴＱＦＩＮと、機関回転数ＮＥが読みだされる。
【００５１】
そして、ステップ６０３では、上記ＴＱＦＩＮと図４ステップ４０５で記憶したコモンレール燃料圧力ＰＣ１0 とから、ＥＣＵ２０のＲＯＭに格納した数値マップを用いて動的リターン燃料量ＱＩＬＤが算出される。
次いで、ステップ６０５では、同様に、燃料圧力ＰＣ１0 、機関回転数ＮＥ、図６ステップ４０５で記憶した燃料温度ＴＨＦ１とから、ＥＣＵ２０のＲＯＭに格納した数値マップを用いて静的リターン燃料量ＱＩＬＳが算出される。
【００５２】
さらに、ステップ６０７では燃料噴射量ＱＦＩＮＣが読みだされ、ステップ６０９では、上記ＱＦＩＮＣ、ＱＩＬＤ、ＱＩＬＳと図６ステップ４１１で算出した体積弾性係数Ｋの値を用いて圧力変動ＤＰＤが、
ＤＰＤ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×（ＱＦＩＮＣ＋ＱＩＬＤ＋ＱＩＬＳ）
として算出される。（ＱＦＩＮＣ＋ＱＩＬＤ＋ＱＩＬＳ）は、（燃料噴射量＋リターン燃料の総量）、すなわち燃料噴射前後の期間にコモンレールから流出する燃料の総量を表している。上記サブルーチンを実行することにより燃料噴射前後のコモンレール燃料圧力変動推定値ＤＰＤが更に正確に算出されるため、図４のルーチンによる異常検出の精度が一層向上する。
【００５３】
次に、燃料圧送前後の圧力変動推定値ＤＰＵの図５とは別の算出方法について説明する。上述のように、燃料噴射前後の圧力変動推定値ＤＰＤを算出する際にコモンレールからのリターン燃料量を考慮することにより一層正確な異常検出が可能となるが、燃料圧送前後の圧力変動推定値ＤＰＵの算出についても同様のことが成り立つ。この場合、燃料圧送前後の期間には燃料噴射は行われないため、ＤＰＤ算出の場合とは異なりリターン燃料量としては上記の静的リターン燃料量ＱＩＬＳのみを考慮すれば良い。また、その他に燃料ポンプ側でのリーク燃料量量等を考慮して燃料圧送量ＱＰＭＤを算出することにより、より正確なＤＰＵの値の算出が可能となる。
【００５４】
ポンプからの燃料圧送量ＱＰＭＤは、詳細には次式で表される。
ＱＰＭＤ＝ＱＧ−ＱＤ−ＱＬ
ここで、ＱＧはポンプの幾何学的燃料圧送量、すなわち吸入弁５ａ閉弁中にポンプピストンが上昇する行程容積に相当し、吸入弁５ａのソレノイドアクチュエータに通電する標準通電開始時期（クランク軸回転角）ＴＦとこの標準通電時期に対して実際に通電を開始するまでの遅れ時間ＴＦＤとの関数となる。
【００５５】
また、ＱＤは、ポンプのデッドボリューム損失、すなわちポンプピストンが上死点に達したときに圧縮されてシリンダ内に残留する燃料量に相当する燃料量であり、燃料圧送終了時の燃料圧力ＰＣ１1 （または燃料圧送開始時における燃料圧力ＰＣ２を近似的に使用可能）、体積弾性係数Ｋとの関数となる。
さらに、ＱＬはポンプ内部のリーク燃料量であり、燃料圧力ＰＣ１1 （またはＰＣ２）と燃料温度ＴＨＦ2 （燃料粘度）、ポンプ回転数（機関回転数ＮＥ）の関数となる。
【００５６】
本実施形態では、予めＱＧ、ＱＤ、ＱＬの値をそれぞれ上記のパラメータを変えて実測し、ＱＧについてはＴＦ、ＴＦＤを、ＱＤについてはＰＣ２、Ｋを、ＱＬについてはＰＣ２、ＴＨＦ2 、ＮＥを用いた数値マップとしてそれぞれＥＣＵ２０のＲＯＭに格納してあり、それぞれのパラメータからＱＧ、ＱＤ、ＱＬの値を決定することにより正確な燃料圧送量ＱＰＭＤを算出するようにしている。
【００５７】
図７は、静的リターン量ＱＩＬＳと、ＱＧ、ＱＤ、ＱＬを考慮した燃料圧送量ＱＰＭＤとを用いた圧送前後の圧力変動ＤＰＵの算出ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、図５のルーチンのステップ５１３においてサブルーチンとして実行される。
図７において、ステップ７０１では、標準通電時期ＴＦ、通電遅れ時間ＴＦＤ及び機関回転数ＮＥがそれぞれ読み込まれる。通電時期ＴＦ及び遅れ時間ＴＦＤは、ＥＣＵ２０により別途実行されるポンプ制御ルーチン（図示せず）により、機関運転条件に応じて算出される。
【００５８】
次に、ステップ７０３では静的リターン燃料量ＱＩＬＳが、図５ステップ５０５で記憶した燃料圧力ＰＣ２、燃料温度ＴＨＦ２及び機関回転数ＮＥに基づいて前述したマップから決定される。
また、ステップ７０５では、ＴＦ及びＴＦＤから幾何学的圧送量ＱＧが、ステップ７０７では図５ステップ５１１で算出した体積弾性係数Ｋと燃料圧力ＰＣ２とからデッドボリューム損失ＱＤが、ステップ７０９では、燃料圧力ＰＣ２、燃料温度ＴＨＦ２、機関回転数ＮＥとからポンプ内部リーク量ＱＬが、それぞれＥＣＵ２０に記憶した該当するマップから算出される。また、ステップ７１１では、上記ＱＧ、ＱＤ、ＱＬを用いて正確な燃料圧送量ＱＰＭＤが、ＱＰＭＤ＝ＱＧ−ＱＰ−ＱＬとして算出される。
【００５９】
そして、ステップ７１３では、図５ステップ５１１で算出した体積弾性係数Ｋと上記により算出した静的リーク燃料量ＱＩＬＳと実際の燃料圧送量ＱＰＭＤとを用いて燃料圧送前後の圧力変動ＤＰＵが、
ＤＰＵ＝（Ｋ／ＶＰＣ）×（ＱＰＭＤ−ＱＩＬＳ）
として算出される。ここで、ＱＰＭＤは燃料圧送前後の期間にコモンレールに流入した燃料の量、ＱＩＬＳは流出した燃料の量を表している。
【００６０】
上記サブルーチンを実行することにより、燃料圧送前後のコモンレール圧力変動推定値ＤＰＵがさらに正確に算出されることになるため、図５の異常検出の精度が一層向上することになる。
ところで、上述の図６、図７の実施形態ではコモンレール３からの静的リターン燃料量ＱＩＬＳをコモンレール燃料圧力、燃料温度、機関回転数から予め設定した数値マップを用いて求めていた。このため、燃料圧力、燃料温度、機関回転数が同一であれば、燃料噴射弁の使用状態にかかわらず静的リターン燃料量ＱＩＬＳは常に同一の値になる。しかし、前述したように静的リターン燃料は噴射弁摺動部等のクリアランス部からリークする燃料の量である。このため静的リターン燃料量ＱＩＬＳは、運転条件が同一であっても機関稼働期間によるクリアランス変化に伴って経時的に変化する。このため、上記のように静的リターン燃料量を予め設定した数値マップから読みだしていると経時的変化による静的リターン燃料量の変化がＱＩＬＳの値に反映されず、圧力変動の推定値ＤＰＤ、ＤＰＵの値が不正確になるおそれがある。以下に説明する実施形態では、機関運転中に実際のＱＩＬＳの値を計測し、この計測結果を学習、記憶する。そして、ＤＰＤ、ＤＰＵの算出時に上記最新の学習結果を用いて静的リターン燃料量ＱＩＬＳを決定する。これにより、静的リターン燃料量ＱＩＬＳの経時的変化がＤＰＤ、ＤＰＵの算出に反映され、より正確な異常検出が可能となる。
【００６１】
図８は、上記の静的リターン燃料量ＱＩＬＳの学習ルーチンを説明するフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ２０により一定時間毎に実行される。
本ルーチンでは、燃料噴射も燃料圧送も行われていない期間でのコモンレール燃料圧力変動を実測し、この圧力変動実測値に基づいて静的リターン燃料量ＱＩＬＳを算出する。
【００６２】
すなわち、燃料噴射も燃料圧送も行われていない状態ではコモンレール燃料圧力変動は静的リターン燃料に起因するもののみとなる。従って、燃料噴射も燃料圧送も行われていない状態のある期間ΔＴ内の静的リターン燃料量をＱＩＬＳとするとこの期間内のコモンレール燃料圧力変動（降下）ΔＰは、
ΔＰ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ＱＩＬＳ
となる。また、燃料温度が一定である場合、期間ΔＴ内の静的リターン燃料量の合計ＱＩＬＳは、例えばコモンレール燃料圧力ＰＣの一次関数として、
ＱＩＬＳ＝ΔＴ×（ａ＋ｂ×ＰＣ）
として表すことができる。ここで、ＰＣはコモンレール燃料圧力、ａとｂは定数である。燃料温度が一定であり燃料噴射も燃料圧送も行われていない状態での期間ΔＴ内の圧力変動ΔＰは、
ΔＰ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ΔＴ（ａ＋ｂ×ＰＣ）
として表される。従って、或る燃料温度において燃料噴射も燃料圧送もおこなわれていない状態での期間ΔＴにおける圧力変動ΔＰを２回実測すれば、二元連立方程式を解くことによりその温度条件における定数ａとｂとを容易に求めることができる。このため、定期的に各燃料温度領域において上記定数ａ、ｂを求めＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭに記憶しておき、ＤＰＤ、ＤＰＵ算出時に記憶した定数を用いて静的リターン燃料量ＱＩＬＳを算出することにより、静的リターン燃料量の経時的変化を学習することができる。
【００６３】
本ルーチンでは、燃料噴射も燃料圧送も行われていない状態として機関減速運転時のフュエルカット運転中を選び、フュエルカット運転中の本来であれば燃料噴射が行われる期間の前後のコモンレール燃料圧力変動実測値ＤＰＣ１２から定数ａ、ｂを算出する。
すなわち、図８においてルーチンがスタートすると、ステップ８０１ではフラグＦＣの値が１にセットされているか否かを判定する。フラグＦＣは別途ＥＣＵ２０により実行されるフュエルカットルーチン（図示せず）により設定されるフラグであり、ＦＣ＝１は現在フュエルカットが実施されていることを表している。ステップ８０１で現在フュエルカット運転が実施されていない（ＦＣ≠１）場合にはステップ８０３以下で定数ａ、ｂを算出することなく本ルーチンは直ちに終了する。
【００６４】
ステップ８０１で現在フュエルカット実行中であった場合、ステップ８０３で現在のコモンレール燃料圧力ＰＣと温度ＴＨＦ、クランク軸回転角度位置ＣＡ及び機関回転数ＮＥが読みだされる。そして、ステップ８０５から８１１では本来の燃料噴射タイミング直前のコモンレール燃料圧力ＰＣ１0 、温度ＴＨＦ１及び燃料噴射完了タイミング後のコモンレール燃料圧力ＰＣ２（図２参照）が記憶される。更に、ステップ８１１でＰＣ２を記憶した後に、ステップ８１３では燃料圧力ＰＣ１0 と温度ＴＨＦ１とから体積弾性係数Ｋが算出される。ステップ８０３からステップ８１３は、図４ステップ４０１から４１１とほぼ同様の操作である。
【００６５】
次いで、ステップ８１５では圧力変動の実測値ＤＰＣがＤＰＣ＝ＰＣ２−ＰＣ１0 として求められる。前述したように、このルーチンはフュエルカット中に実行されるため上記実測値ＤＰＣは燃料噴射も燃料圧送も行われていない状態での圧力変動の値となる。
次いで、ステップ８１７では、上記実測値に基づいて静的リターン燃料量ＱＩＬＳ算出のための定数ａ、ｂが求められる。
【００６６】
前述のように、燃料噴射も燃料圧送も行われていないときのコモンレールの燃料圧力変動は、上記ＤＰＣ、及びＫ、ＰＣ１0 、ＮＥの値を用いて、
ＤＰＣ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ΔＴ（ａ＋ｂ×ＰＣ１0 ）
となる。ここで、ΔＴはＮＥから算出されるＰＣ２とＰＣ１0 との計測タイミングの時間間隔、ΔＴ×（ａ＋ｂ×ＰＣ１0 ）は静的リターン燃料量ＱＩＬＳに相当する。
【００６７】
ステップ８１７では、今回ルーチン実行時及び前回ルーチン実行時に実測したＤＰＣの値を用いて、以下の２元連立方程式を解くことにより定数ａ、ｂを求める。
ＤＰＣ＝−（Ｋ／ＶＰＣ）×ΔＴ（ａ＋ｂ×ＰＣ１0 ）
ＤＰＣ(i-1) ＝−（Ｋ(i-1) ／ＶＰＣ）×ΔＴ(i-1) （ａ＋ｂ×ＰＣ１0(i-1)）ここで、添字（ｉ−１）を付した値は、前回ルーチン実行時に実測または算出した値を示している。
【００６８】
ステップ８１９では、上記により算出した定数ａ、ｂをＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭに燃料温度ＴＨＦ１と対応させて記憶し、ステップ８２１では、ＤＰＣ(i-1) 、Ｋ(i-1) 、ΔＴ(i-1) 、ＰＣ１0(i-1)の各値を更新して次回のルーチン実行に備える。
上述のように、本実施形態ではバックアップＲＡＭに燃料温度毎に定数ａ、ｂが記憶されている。そして機関のフュエルカット運転が実行される毎に実際のコモンレール圧力変動に基づいてその時の燃料温度における定数ａ、ｂの値が算出され、バックアップＲＡＭに記憶したその燃料温度における定数ａ、ｂの値が更新される。このため、バックアップＲＡＭには常時燃料噴射弁の摺動部クリアランスの経時変化に対応した定数ａ、ｂの値が格納されるようになる。
【００６９】
本実施形態では、図６または図７と同様の異常検出を実行するが、ステップ６０５、ステップ７０３で静的リターン燃料ＱＩＬＳを決定する際に、バックアップＲＡＭからその時の燃料温度ＴＨＦに対応した定数ａ、ｂを読み出し、この定数を用いて、燃料圧力ＰＣと機関回転数ＮＥ（時間ΔＴ）とからＱＩＬＳを、
ＱＩＬＳ＝ΔＴ×（ａ＋ｂ×ＰＣ）
として算出し、算出したＱＩＬＳの値を用いてＤＰＤまたはＤＰＵを算出する。これにより、図６、図７のルーチンで算出される圧力変動推定値ＤＰＤ、ＤＰＵの値は機関や燃料噴射弁の経時変化に対応した値となるため、より正確な異常検出が行われるようになる。
【００７０】
次に、本は発明の別の実施形態について説明する。
上述の実施形態では、コモンレールの燃料噴射前後の圧力変動（ＤＰＤ、ＤＰＣ１２）に基づく異常検出（図４）と燃料圧送前後の圧力変動（ＤＰＵ、ＤＰＣ２１）に基づく異常検出（図５）について説明した。これらの方法はそれぞれ単独で使用してもよいが、同時に両方の異常検出方法を実行することにより、燃料噴射系統の異常の種類（異常発生箇所等）を特定することが可能となる。
【００７１】
例えば、燃料噴射前後の圧力変動に基づく異常検出では異常が検出されないにもかかわらず、燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常検出で異常が発見されたような場合には、燃料噴射ポンプ５からコモンレール３に至る経路での異常（例えば、ポンプ５の逆止弁１５より上流側での洩れ発生、ポンプ５の吸入不良）等が考えられる。また、逆に、燃料噴射前後の圧力変動に基づく異常検出で異常が検出されたにもかかわらず燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常検出では異常が発見されないような場合には、燃料噴射弁からの燃料噴射量が何らかの原因で過大になっていると考えられる。
【００７２】
いま、燃料噴射前後の圧力変動に基づく異常判定の結果をフラグＸＤ（図４）で、燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常判定の結果をフラグＸＵ（図５）で表すと、それぞれの判定結果の組合せと異常の種類との関係は以下のようになる。（Ａ）ＸＵ＝１（異常）の場合
(1)ＸＤ＝１（異常）…高圧配管１７系統またはコモンレール３からの洩れ、異物噛み込み等による燃料噴射弁の開弁スティック等
(2)ＸＤ＝０（正常）…ポンプ逆止弁１５上流側の燃料系統の洩れ、ポンプ５の吸入量不足等
（Ｂ）ＸＵ＝０（正常）の場合
(3)ＸＤ＝１（異常）…燃料噴射弁１の燃料噴射量過大
(4)ＸＤ＝０（正常）…正常
以下に説明する実施形態では、燃料噴射前後の圧力変動に基づく異常検出（図４のルーチン）と、燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常検出（図５のルーチン）との両方を実行し、それぞれの判定結果に基づいて上記の (1)から (4)のいずれに該当するかを判別するようにしている。
【００７３】
図９は、本実施形態の異常状態（種類）の特定のためのルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ２０により一定時間毎に実行される。
図９のルーチンでは、図４と図５で設定される異常検出フラグＸＤとＸＵとの組合せに応じて、異常パラメータＦＸの値を１から４のいずれかに設定する。ＦＸの値１から４は上記の異常の種類 (1)から (4)に対応している（ＦＸ＝４は正常状態であることを表している）。また、異常パラメータＦＸはＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭに格納し、将来の保守点検に備えるようにしても良い。
【００７４】
本ルーチンを実行することにより、図４と図５とのルーチンの異常検出の結果から、異常の状態（種類）が特定される。また、本実施形態によれば１気筒の燃料噴射サイクルにつき図４と図５との異常検出をそれぞれ行うことになるため、１サイクル当り２回の異常検出が行われ燃料噴射系統に異常が生じた場合にも早期に検出できるという利点がある。
【００７５】
次に、本発明の別の実施形態について説明する。図９の実施形態では図４と図５とで設定される異常検出フラグＸＤとＸＵとの組合せに応じて異常の種類を判別することが可能となっている。これらの異常のうち上記 (1)及び (3)の異常は燃料噴射弁からの噴射量過大や燃料系統から外部への燃料洩れに起因するものであるため、直ちに機関を停止することが好ましい。
【００７６】
一方、上記 (2)の異常はポンプ逆止弁１５上流側での燃料洩れやポンプの吸入量不足（ポンプへの燃料供給不足）等のポンプ１５またはその上流側の燃料供給系統の異常であり、必ずしも機関を直ちに停止させる必要がない場合が含まれている。
例えば、上記 (2)の異常のうち、逆止弁１５近傍やポンプ５本体からの外部への燃料洩れが生じているような場合には、前述の (1)、 (3)の異常と同様直ちに機関を停止させることが好ましい。しかし、ポンプ５への燃料供給不足による異常は、例えばフィルタ９ｂの詰まりや低圧燃料ポンプ９の異常による吐出量低下等により生じるため外部に燃料が洩れる可能性も低く直ちに機関を停止する必要はない。むしろ、この場合には自動車用機関等では運転を継続したほうが車両の退避走行が可能となり好ましい。
【００７７】
そこで、本実施形態では図９に示した異常の種類の判別において前述の (2)の異常（ポンプ逆止弁１５上流側の燃料系統の洩れ、またはポンプ５への燃料供給不足）が生じていると判別された場合には、更にこの異常が燃料系統の洩れによるものなのか、ポンプ５への燃料供給不足によるものなのかを判別するようにしている。
【００７８】
次に、本実施形態におけるポンプ５への燃料供給不足の有無判定方法について説明する。
本実施形態では、燃料供給配管１３に設けた燃料供給圧力センサ３９で検出した圧力に基づいて燃料供給不足の判定を行う。すなわち、燃料供給不足が生じておらず高圧ポンプ５に十分な量の燃料が供給されている場合には高圧ポンプ５の入口圧力は正圧になっている。ところが、燃料フィルタ９ｂに詰まりが生じたり、低圧ポンプ９の吐出量が低下するような異常が生じた場合には高圧ポンプ５の入口圧力は負圧になる。そこで、本実施形態では図９の異常種類判別において前述の (2)の異常が生じていると判定された場合には、更に燃料供給圧力センサ３９で検出した燃料ポンプ５入口圧力ＰＩＮが予め定めた圧力ＰＩＮ0 （ＰＩＮ0 ＜０）以下に低下しているか否かを判定する。そして、ＰＩＮ≧ＰＩＮ0 の場合には異常の種類がポンプ５等からの燃料洩れによると判定し、ＰＩＮ＜ＰＩＮ0 の場合には燃料供給不足によるものと特定する。
【００７９】
図１０は本実施形態の異常種類特定判別操作を説明するフローチャートである。
本ルーチンは、図９のルーチンと同様ＥＣＵ２０により一定時間毎に実行される。
図１０のフローチャートは、図９のフローチャートにおけるステップ９０７をステップ１００１からステップ１００７に置換した以外は図９と同一であるので、ここでは相違点であるステップ１００１からステップ１００７のみについて説明する。
【００８０】
図１０において、ステップ９０３で異常フラグＸＤの値が０であった場合、すなわち、前述の (2)の種類の異常が生じている場合には、ステップ１００１で燃料供給圧力センサ３９からポンプ入口圧力ＰＩＮを読み込み、ステップ１００３で、圧力ＰＩＮが所定の判定圧力ＰＩＮ0 より低いか否かを判断する。そして、ＰＩＮ≧ＰＩＮ0 であった場合にはステップ１００５に進み異常パラメータＦＸの値を２１に設定し、逆にＰＩＮ＜ＰＩＮ0 であった場合にはステップ１００７に進み異常パラメータＦＸの値を２２に設定する。ＦＸ＝２２は本異常が燃料フィルタ９ｂの詰まりや低圧ポンプ９の吐出量低下などにより生じた高圧ポンプ５への燃料供給不足によるものであることを表しており、ＦＸ＝２１は高圧ポンプ５または燃料供給系統からの燃料もれによるものであることを表している。
【００８１】
なお、上記により設定された異常パラメータＦＸの値が、１、３、及び２１の場合には直ちに機関１０を停止し、ＦＸの値が２２の場合には運転席の警告灯を点灯するのみとして、機関の運転を継続するようにしても良い。また、図９の実施形態と同様、異常パラメータＦＸの値をＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭに格納し将来の保守点検に備えるようにすることも可能である。
【００８２】
なお、上記の判定において、判定圧力ＰＩＮ0 の値をある程度の負圧に設定しているのは、燃料供給配管１３から外部に燃料洩れが生じたことによる燃料供給不足の場合には異常パラメータＦＸの値を２１に設定するようにしたためである。すなわち、燃料フィルタ９ｂ、低圧ポンプ９ともに正常であっても燃料供給配管１３から外部に燃料もれが生じた場合には、高圧ポンプ５への燃料供給不足が生じる可能性がある。しかし、この場合には外部への燃料洩れが生じているのであるから同じ燃料供給不足であっても燃料フィルタ９ｂの詰まり等の場合とは異なり、直ちに機関を停止することが好ましい。一方、燃料供給配管１３からの燃料洩れが生じた場合には配管１３内の圧力は大気圧以下に低下することはない。
【００８３】
そこで、本実施形態では配管１３内の圧力が所定の負圧ＰＩＮ0 より低くなった場合にのみ燃料供給不足による異常が生じたと判定することにより、外部への燃料洩れによる燃料供給不足が生じた場合と区別するようにしている。
上記のように、本実施形態によれば外部への燃料洩れを伴わない異常（ＦＸ＝２２）と外部への燃料洩れや燃料噴射弁の噴射量過大等による異常（ＦＸ＝１，３，２１）とを判別することが可能となるため、異常が生じた場合に機関を直ちに停止すべきか否かの判断を容易に行うことが可能となる。
【００８４】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、実際の燃料の温度、圧力等の条件に基づいて燃料の体積弾性係数を算出し、この体積弾性係数を用いて異常検出を実行するようにしたことにより、機関運転中に燃料圧力等が広い範囲で変動するような場合でも正確な異常検出を行うことが可能となる効果を奏する。
【００８５】
また、請求項１と２の発明では、上記異常検出を行う際に蓄圧室から燃料タンクに返戻されるリターン燃料量を考慮するようにしたため、上記効果に加えて、更に正確な異常検出を行うことが可能となる効果を奏する。
更に、請求項３の発明では、上記リターン燃料量を学習記憶するようにしたことにより、請求項１と２の発明の効果に加えて、リターン燃料量の経時的変化があった場合でも正確な異常検出を行うことが可能となる効果を奏する。
【００８６】
また、請求項４と請求項７の発明では燃料噴射前後の圧力変動に基づく異常検出と、燃料圧送前後の圧力変動に基づく異常検出との両方を行うようにしたことにより、１回の気筒サイクルに２回異常検出を行うことができ、燃料噴射系統の異常を早期に検出することができるという効果を奏する。
さらに、請求項５と請求項８の発明では、それぞれ請求項４と請求項７において両方の異常検出の結果の組合わせに基づいて異常の種類を特定するようにしたため、請求項４と請求項７の効果に加えて、より詳細な異常検出が可能となる効果を奏する。
【００８７】
また、請求項６と請求項９の発明によれば、それぞれ請求項５と請求項８の効果に加えて、異常が生じた場合に、その故障が機関を直ちに停止させる必要がある故障であるか否かを容易に判定することが可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料噴射装置の一実施形態の構成概略を説明する図である。
【図２】本発明の燃料噴射系統の異常検出原理を説明する図である。
【図３】軽油の体積弾性係数の温度と圧力による変化の一例を示す図である。
【図４】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図５】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図６】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図７】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図８】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図９】本発明の異常検出動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の異常検出動作の (1)実施形態を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１…燃料噴射弁
３…蓄圧室（コモンレール）
５…燃料噴射ポンプ
１０…内燃機関
２０…制御回路（ＥＣＵ）
３１…燃料圧力センサ
３９…燃料供給圧力センサ
Claims (9)
- 内燃機関に所定のタイミングで燃料を噴射する燃料噴射弁と、
該燃料噴射弁が接続される、加圧燃料を貯留する蓄圧室と、
該蓄圧室内の燃料圧力が所定値になるように所定のタイミングで蓄圧室に燃料を圧送する燃料ポンプと、
前記蓄圧室内の実際の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
前記蓄圧室内の燃料の圧力または温度の少なくとも一方に基づいて、燃料の体積弾性係数を検出する手段と、
前記検出した体積弾性係数と内燃機関の運転条件とに基づいて、前記燃料噴射弁からの燃料噴射前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、若しくは前記燃料ポンプからの燃料圧送前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、の少なくとも一方を推定する圧力変動推定手段と、
該圧力変動推定手段により推定された燃料噴射前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料噴射前後の燃料圧力変動の実測値との偏差、若しくは前記圧力変動推定手段により推定された燃料圧送前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料圧送前後の圧力変動の実測値との偏差、の少なくとも一方に基づいて燃料噴射系統の異常を検出する異常検出手段を備え、
前記圧力変動推定手段は、前記圧力検出手段により検出された燃料圧力、燃料温度、機関回転数、燃料噴射弁開弁時間のうち少なくとも一つに基づいて、蓄圧室から燃料タンクに返戻されるリターン燃料の量を算出するリターン燃料量算出手段を備え、
前記リターン燃料量と、内燃機関の運転条件により定まる燃料噴射弁からの燃料噴射量とから前記燃料噴射前後の燃料圧力変動を推定し、
前記リターン燃料と、内燃機関の運転条件により定まる燃料ポンプからの燃料圧送量とから前記燃料圧送前後の燃料圧力変動を推定する、内燃機関の燃料噴射装置。 - 前記リターン燃料量は前記燃料噴射弁からの燃料噴射動作に起因して燃料タンクに返戻される動的リターン燃料量と、それ以外の静的リターン燃料量との和として算出される請求項１に記載の燃料噴射装置。
- 前記リターン燃料量算出手段は、前記燃料噴射と燃料圧送との両方を停止しているときに前記リターン燃料量を計測した結果を学習、記憶する学習手段を備え、該学習結果に基づいて静的リターン燃料量を算出する請求項２に記載の燃料噴射装置。
- 前記異常検出手段は、前記燃料噴射前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料噴射時異常検出と、前記燃料圧送前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料圧送時異常検出との両方を行う請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
- 前記異常検出手段は更に、前記燃料噴射時異常検出の結果と、前記燃料圧送時異常検出の結果との両方に基づいて、異常の種類を判別する異常状態判別手段を備えた請求項４に記載の燃料噴射装置。
- 更に、前記燃料ポンプに燃料を供給する燃料供給配管に配置された燃料フィルタと、該燃料フィルタと前記燃料ポンプとの間の燃料供給配管内の圧力を検出する燃料供給圧力検出手段とを備え、
前記異常状態判別手段は、前記燃料噴射時異常検出の結果と、前記燃料圧送時異常検出の結果との両方に基づいて、少なくとも前記燃料ポンプまたはその上流側の燃料供給系統に異常が生じたか否かを判定し、燃料ポンプまたはその上流側の燃料供給系統の異常が生じており、かつ前記燃料供給圧力検出手段により検出した圧力が予め定めた判定値より低い場合には、更に前記異常を燃料供給不足によるものと判別する請求項５に記載の燃料噴射装置。 - 内燃機関に所定のタイミングで燃料を噴射する燃料噴射弁と、
該燃料噴射弁が接続される、加圧燃料を貯留する蓄圧室と、
該蓄圧室内の燃料圧力が所定値になるように所定のタイミングで蓄圧室に燃料を圧送する燃料ポンプと、
前記蓄圧室内の実際の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
前記蓄圧室内の燃料の圧力または温度の少なくとも一方に基づいて、燃料の体積弾性係数を検出する手段と、
前記検出した体積弾性係数と内燃機関の運転条件とに基づいて、前記燃料噴射弁からの燃料噴射前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、若しくは前記燃料ポンプからの燃料圧送前後の前記蓄圧室内の燃料圧力変動、の少なくとも一方を推定する圧力変動推定手段と、
該圧力変動推定手段により推定された燃料噴射前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料噴射前後の燃料圧力変動の実測値との偏差、若しくは前記圧力変動推定手段により推定された燃料圧送前後の圧力変動の推定値と前記圧力検出手段により検出された燃料圧送前後の圧力変動の実測値との偏差、の少なくとも一方に基づいて燃料噴射系統の異常を検出する異常検出手段を備え、
前記異常検出手段は、前記燃料噴射前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料噴射時異常検出と、前記燃料圧送前後の燃料圧力変動の推定値と実測値との偏差に基づく燃料圧送時異常検出との両方を行う内燃機関の燃料噴射装置。 - 前記異常検出手段は更に、前記燃料噴射時異常検出の結果と、前記燃料圧送時異常検出の結果との両方に基づいて、異常の種類を判別する異常状態判別手段を備えた請求項７に記載の燃料噴射装置。
- 更に、前記燃料ポンプに燃料を供給する燃料供給配管に配置された燃料フィルタと、該燃料フィルタと前記燃料ポンプとの間の燃料供給配管内の圧力を検出する燃料供給圧力検出手段とを備え、
前記異常状態判別手段は、前記燃料噴射時異常検出の結果と、前記燃料圧送時異常検出の結果との両方に基づいて、少なくとも前記燃料ポンプまたはその上流側の燃料供給系統に異常が生じたか否かを判定し、燃料ポンプまたはその上流側の燃料供給系統の異常が生じており、かつ前記燃料供給圧力検出手段により検出した圧力が予め定めた判定値より低い場合には、更に前記異常を燃料供給不足によるものと判別する請求項８に記載の燃料噴射装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20060197A JP3796912B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-07-25 | 内燃機関の燃料噴射装置 |
| EP19980102970 EP0860601B1 (en) | 1997-02-21 | 1998-02-20 | A fuel injection system for an internal combustion engine |
| DE1998609614 DE69809614T2 (de) | 1997-02-21 | 1998-02-20 | Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-37996 | 1997-02-21 | ||
| JP3799697 | 1997-02-21 | ||
| JP20060197A JP3796912B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-07-25 | 内燃機関の燃料噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10299557A JPH10299557A (ja) | 1998-11-10 |
| JP3796912B2 true JP3796912B2 (ja) | 2006-07-12 |
Family
ID=26377181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20060197A Expired - Fee Related JP3796912B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-07-25 | 内燃機関の燃料噴射装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0860601B1 (ja) |
| JP (1) | JP3796912B2 (ja) |
| DE (1) | DE69809614T2 (ja) |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0860600B1 (en) * | 1997-02-21 | 2003-09-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A fuel injection system for an internal combustion engine |
| DE19833086B4 (de) * | 1998-07-23 | 2013-08-01 | Robert Bosch Gmbh | MaximalwertVerfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Leckage in einem Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine |
| EP1030047B1 (en) * | 1999-02-15 | 2010-11-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel pressure control device and method for high pressure fuel injection system |
| DE19908352A1 (de) * | 1999-02-26 | 2000-08-31 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzverfahren für eine Brennkraftmaschine |
| WO2000055495A1 (fr) * | 1999-03-17 | 2000-09-21 | Hitachi, Ltd. | Pompe d'alimentation en combustible |
| US6112150A (en) * | 1999-04-09 | 2000-08-29 | Cummins Engine Co Inc | Fault recognition system and method for an internal combustion engine |
| FR2803875B1 (fr) * | 2000-01-13 | 2002-07-19 | Magneti Marelli France | Procede de determination et de surveillance de la pression du carburant contenu dans une rampe d'alimentation d'un moteur a combustion interne |
| JP2001221118A (ja) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Bosch Automotive Systems Corp | 燃料噴射装置 |
| JP3798615B2 (ja) | 2000-10-27 | 2006-07-19 | トヨタ自動車株式会社 | 高圧燃料供給系の異常検出装置 |
| JP4089640B2 (ja) * | 2004-03-02 | 2008-05-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP4089641B2 (ja) | 2004-03-02 | 2008-05-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のｅｇｒ制御装置 |
| JP4052261B2 (ja) * | 2004-03-02 | 2008-02-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料供給装置 |
| JP2008516153A (ja) * | 2004-10-12 | 2008-05-15 | フォード・オトマティブ・サナイ・アノニム・シルケチ | 燃料噴射を監視する方法および装置 |
| DE102004055575A1 (de) | 2004-11-18 | 2006-05-24 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Leckageprüfung eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine |
| JP2006258039A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料供給装置 |
| JP4534865B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2010-09-01 | 株式会社デンソー | 燃料供給装置の吸入経路監視装置 |
| JP4539503B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2010-09-08 | スズキ株式会社 | エンジンの高圧燃料系システムの故障診断装置 |
| DE102005043971A1 (de) * | 2005-09-15 | 2007-03-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Kraftstoffzumesssystems |
| DE102007005685B4 (de) * | 2007-02-05 | 2009-04-23 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Bestimmung einer Regelgröße für eine Druckregelung eines Hochdruckspeichers in einem Einspritzsystem |
| DE102007011654A1 (de) * | 2007-03-09 | 2008-09-11 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Volumenstromregelung eines Einspritzsystems |
| JP4951380B2 (ja) | 2007-03-26 | 2012-06-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 高圧燃料系の制御装置 |
| GB2449706A (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-03 | Scania Cv Ab | Identifying a Malfunctioning Fuel Injector |
| DE102008017160B3 (de) * | 2008-04-03 | 2009-07-09 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Bestimmen des effektiven Kompressibilitätsmoduls eines Einspritzsystems |
| DE102008031535B3 (de) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Ermitteln einer Temperatur eines Kraftstoffes eines Einspritzsystems |
| WO2010050289A1 (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-06 | ボッシュ株式会社 | 圧力センサ診断方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置 |
| DE102009003279A1 (de) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Ermittlung einer Kraftstofftemperatur |
| JP5278290B2 (ja) * | 2009-11-27 | 2013-09-04 | 株式会社デンソー | 燃料噴射システムの故障診断装置 |
| JP5206660B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2013-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料供給系の異常判定装置 |
| DE102010013602B4 (de) * | 2010-03-31 | 2015-09-17 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Erkennung eines Fehlverhaltens eines elektronisch geregelten Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors |
| JP5126311B2 (ja) * | 2010-07-22 | 2013-01-23 | 株式会社デンソー | 燃料温度検出装置 |
| JP5348154B2 (ja) * | 2011-02-16 | 2013-11-20 | 株式会社デンソー | 燃料噴射システムの故障部位判定装置 |
| JP5212502B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2013-06-19 | 株式会社デンソー | 燃料噴射装置 |
| DE102011077404B4 (de) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Bestimmung des Kraftstofftyps in einer Hochdruck-Einspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors |
| JP5459302B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2014-04-02 | 株式会社デンソー | 内燃機関制御システムの異常診断装置 |
| CN103075286B (zh) * | 2012-12-27 | 2014-11-05 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种高压油泵无法建立低轨压的故障检测方法及装置 |
| DE102013201997A1 (de) * | 2013-02-07 | 2014-08-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung insbesondere eines Kraftfahrzeuges |
| EP2835518A1 (en) * | 2013-08-05 | 2015-02-11 | Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. | Method to Determine Bulk Modulus of a Fuel |
| SE539683C2 (sv) | 2013-11-08 | 2017-10-31 | Scania Cv Ab | Förfarande för bestämning av bulkmodulen hos bränslen |
| DE102016224481A1 (de) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Prädiktion eines Drucks in einem Kraftstoffinjektor |
| DE102016225435B3 (de) * | 2016-12-19 | 2018-02-15 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Kraftstofferkennung |
| US10801428B2 (en) | 2019-02-20 | 2020-10-13 | Ford Global Technologies, Llc | Fuel composition and aging estimation |
| US11181089B2 (en) | 2019-02-20 | 2021-11-23 | Ford Global Technologies, Llc | Fuel composition and aging estimation |
| US10801462B2 (en) | 2019-02-20 | 2020-10-13 | Ford Global Technologies, Llc | Fuel composition and aging estimation |
| DE102019205680B4 (de) * | 2019-04-18 | 2021-08-05 | Vitesco Technologies GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der Kraftstofftemperatur eines Kraftstoffs |
| CN111237072B (zh) * | 2020-03-27 | 2022-08-05 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种电控柴油机喷嘴故障识别方法、***及电子控制单元 |
| WO2023026514A1 (ja) * | 2021-08-23 | 2023-03-02 | 日立Astemo株式会社 | 電磁弁制御装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5058553A (en) * | 1988-11-24 | 1991-10-22 | Nippondenso Co., Ltd. | Variable-discharge high pressure pump |
| JP3033214B2 (ja) * | 1991-02-27 | 2000-04-17 | 株式会社デンソー | 複数の燃料圧送手段による蓄圧式燃料供給方法及び装置と、複数の流体圧送手段を有する機器における異常判断装置 |
| JP3115467B2 (ja) * | 1993-11-02 | 2000-12-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料噴射装置 |
| US5529044A (en) * | 1994-07-29 | 1996-06-25 | Caterpillar Inc. | Method for controlling the fuel injection rate of a hydraulically-actuated fuel injection system |
| EP0860600B1 (en) * | 1997-02-21 | 2003-09-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A fuel injection system for an internal combustion engine |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP20060197A patent/JP3796912B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-20 DE DE1998609614 patent/DE69809614T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-20 EP EP19980102970 patent/EP0860601B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69809614D1 (de) | 2003-01-09 |
| EP0860601B1 (en) | 2002-11-27 |
| EP0860601A3 (en) | 2000-01-19 |
| DE69809614T2 (de) | 2003-04-10 |
| EP0860601A2 (en) | 1998-08-26 |
| JPH10299557A (ja) | 1998-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3796912B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射装置 | |
| US7392792B2 (en) | System for dynamically detecting fuel leakage | |
| JP3834918B2 (ja) | エンジンの燃料噴射方法及びその装置 | |
| CN101377180B (zh) | 用于内燃机的燃料喷射控制器 | |
| EP1975398B1 (en) | Control device for high-pressure fuel system | |
| EP0860600B1 (en) | A fuel injection system for an internal combustion engine | |
| US7431018B2 (en) | Fuel injection system monitoring abnormal pressure in inlet of fuel pump | |
| JP4321342B2 (ja) | コモンレール式燃料噴射装置 | |
| US7438052B2 (en) | Abnormality-determining device and method for fuel supply system, and engine control unit | |
| JPH1089090A (ja) | 油圧作動式電子制御燃料噴射装置並びに油粘度測定装置及び油粘度測定方法 | |
| JP5774521B2 (ja) | 燃料漏れ検出装置 | |
| KR101180800B1 (ko) | 커먼레일 연료분사 시스템의 인젝터 연료누출 진단 방법 | |
| JP3339326B2 (ja) | 燃料供給装置 | |
| JP2000303887A (ja) | 内燃機関の燃料噴射装置 | |
| JP3798615B2 (ja) | 高圧燃料供給系の異常検出装置 | |
| EP1441120A2 (en) | Pressure accumulation type fuel injection system | |
| JP5813531B2 (ja) | 燃料噴き放し検出装置 | |
| JP3508359B2 (ja) | 蓄圧式燃料噴射装置 | |
| JP2003239794A (ja) | 蓄圧式燃料噴射装置 | |
| JP2003328812A (ja) | 蓄圧式燃料噴射装置 | |
| JP3587011B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3282581B2 (ja) | コモンレール式燃料噴射装置の燃料リターン量算出方法と実燃料噴射量算出方法、及び燃料噴射制御方法 | |
| JP3879137B2 (ja) | 蓄圧式燃料噴射装置 | |
| JP4218218B2 (ja) | コモンレール式燃料噴射装置 | |
| JP3849366B2 (ja) | コモンレール式燃料噴射装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040630 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040706 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040903 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050621 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050721 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060328 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060410 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |