JP3879137B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料供給ポンプから圧送されてくる燃料を蓄圧室（コモンレール）内に一旦高圧状態で蓄え、蓄圧室内の高圧燃料をディーゼル機関に噴射供給するディーゼル機関の蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の蓄圧式燃料噴射装置では、ディーゼル機関の運転状態（回転数、負荷等）に基づき、コモンレール内の燃料圧力（コモンレール圧）、燃料噴射量、及び燃料噴射時期の目標値を算出し、コモンレール圧がその算出した目標値となるように燃料供給ポンプからの燃料吐出量をフィードバック制御するとともに、上記算出した燃料噴射量及び燃料噴射時期に応じて、高圧燃料をディーゼル機関に噴射供給するインジェクタを開閉制御している。
【０００３】
この種の装置によれば、コモンレール圧により燃料噴射圧を、またインジェクタの開弁時間及び開弁時期により燃料噴射量及び燃料噴射時期を、夫々制御できるため、燃料噴射ポンプとノズルからなる一般的な燃料噴射装置に比べて、燃料噴射制御を緻密に行うことができるのであるが、燃料供給ポンプからコモンレールを通ってインジェクタに至る燃料噴射系にて配管の割れ等による燃料洩れや、インジェクタ不具合などによる気筒内への噴放しが発生した場合、コモンレール圧が低下するため上記フィードバック制御により燃料供給ポンプからの燃料の吐出量が増加し、これにより燃料洩れ、噴放しが続いてしまうといった不具合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうした問題を解消するため、例えば特開平５−５２１４６号公報や特開平５−２７２４２５号公報に開示される装置では、燃料ポンプの目標制御量と基準値とを比較して異常な燃料洩れを検知するようにしている。
【０００５】
しかし、これら公報に開示された装置では、配管系への燃料洩れも気筒内への燃料噴き放しも同じ「異常な燃料洩れ」と判定されてしまい、燃料洩れと燃料噴き放しを区別することができない。このため、燃料噴射系統の異常時に最適な対応をとることができない場合があり、ダイアグノーシスも十分に行えないという問題がある。
【０００６】
また、燃料噴射系統の異常の中には、この他、気筒への燃料無噴射状態も考えられるが、上記従来技術では、これを検知することができていない。
そこで、本発明は、燃料噴射系統の異常が生じている場合に、燃料洩れと燃料噴放しとを的確に区別できるようにすることを第１の目的とし、併せて、原因別の最適な制御を行う様にすることを第２の目的とする。さらに、これらの目的に加えて、燃料無噴射の状態も適切に判定できるようにすることを第３の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するためになされた本発明（請求項１）の蓄圧式燃料噴射装置は、吐出量制御手段による目標吐出量自体又はその補正量に基づいて、燃料漏れ及び燃料噴放しによる燃料漏れ量を算出し、この算出された燃料漏れ量に基づいて、燃料噴射系に異常が生じているか否かを判定する燃料系異常判定手段を備え、ディーゼル機関の回転速度に基づいて、気筒間での回転変動量を算出する回転変動量算出手段と、燃料噴射系に異常が発生していると判定されている場合に、回転変動量が所定の基準値以上のときは気筒内への燃料の噴放しによる異常と判定し、回転変動量が基準値未満のときは燃料噴射系からの燃料洩れによる異常と判定する異常原因判別処理手段と、所定の基準値より大きい回転変動量が算出されているにも拘らず、燃料系に異常が生じていると判定されていない場合には、燃料無噴射の気筒が生じていると判別する燃料無噴射判別手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
燃料系異常判定手段は、例えば、吐出量制御手段による目標吐出量自体又はその補正値が所定値を越える場合に燃料系に異常ありと判定する手段として構成することができる。あるいは、燃料噴射弁の機構的に高圧部から低圧経路へとリークが予定されている燃料の量（予定リーク量）を算出し、この予定リーク量及び目標燃料噴射量の合計と、目標吐出量とに基づいて、予定外の燃料リークが発生しているか否かを判定し、予定外の燃料リーが発生しているならば、燃料系に何等かの異常があるものと判定する手段として構成することができる。いずれにしても、燃料洩れや燃料噴放しが生じると、目標吐出量自体又はその補正値が通常より大きく算出されるので、簡単に異常の有無を判別することができる。
【０００９】
そして、異常ありと判別された場合、燃料噴放しであるなら、気筒間で回転変動が生じることから、上記の如く構成することで簡単に燃料噴放しによる異常と判別することができ、それ以外であれば、配管の割れなどによる燃料洩れによる異常であると判別することができるのである。
【００１０】
この様に、本発明は、回転変動にも着目することで、目標吐出量やその補正値に現れる燃料系の異常の原因を的確に区別することができるのである。
さらに、本発明は、回転変動量算出手段により所定の基準値より大きい回転変動量が算出されているにも拘らず、燃料系異常判定手段により燃料系に異常が生じていると判定されていない場合には、燃料無噴射の気筒が生じていると判別する燃料無噴射判別手段をも備えている。これにより、第３の目的（燃料無噴射の気筒の判別）を達成できる。
また、燃料無噴射の気筒が生じている場合には警告を発する無噴射警告手段を備えるようにすると、運転者に修理を促すことができ、適切な措置をとり易くするという利点がある。
そして、この様に異常原因を的確に区別できる結果、異常原因判別処理手段の原因判別結果に応じて、警告、目標吐出量の上限ガード又は車両停止のいずれかの措置をとる原因別異常処理手段を備えさせ、原因別の最適な制御を行う様にするという第２の目的を簡単に達成することができる。
【００１１】
ここで、より具体的には、燃料洩れによる異常が生じているとき、燃料洩れの量を算出する燃料洩れ量算出手段を備えさせ、原因別異常処理手段は、燃料洩れによる異常に対しては目標吐出量を燃料洩れの量に応じた値に制限し、気筒内への燃料の噴放しによる異常に対しては燃料噴射を実質的に停止する手段として構成するとよい。気筒内への燃料の噴放しは、そのまま放置すると機関の損傷を招くおそれがあるので、実質的に燃料噴射を停止して機関の損傷を未然に防止するためである。この一方、単なる燃料洩れである場合は、過剰燃料噴射による機関の損傷は生じないので、燃料噴射を停止させる必要はなく、むしろ、修理工場等へ自力走行できる様にしておく方がよいからである。ただし、この場合も、燃料洩れが大きいような場合には、燃料噴射系の圧力をできるだけ低下させて燃料洩れが加速しないようにするのがよく、この意味で、燃料洩れの量に応じて目標吐出量を制限するようにしているのである。
【００１２】
ここで、燃料噴射を実質的に停止するに当たっては、目標圧力を強制的に０にするとよい。
【００１３】
もちろん、こうした処理と共に警告も行う様にしてもよいし、燃料洩れによる異常の場合には、燃料洩れ量が小さいときは単に警告のみに留める様にしても構わない。
【００１４】
なお、本発明において、燃料噴射弁の機構的に、高圧部から低圧経路へとリークが予定されている燃料の量を算出する予定リーク量算出手段と、予定リーク量算出手段及び目標燃料噴射量算出手段の算出した燃料の量の合計と、目標吐出量算出手段の算出した目標吐出量とに基づいて、予定外の燃料リークが発生しているか否かを判定する予定外リーク判定手段とを備えるようにし、特に、蓄圧室内の燃料圧力の変化分に相当する燃料の量を算出する圧力変化相当燃料量算出手段を備え、予定外リーク判定手段は、燃料の量の合計を求めるに当り圧力変化相当燃料量算出手段の算出した燃料の量を加えて判定を行うよう構成するとよい。このようにしておくことで、過渡時故に目標吐出量が増減するときも、圧力変化相当燃料量がこれに伴って増減することから両者が相殺し合い、燃料噴射系に異常が発生しているか否かを的確に判定することができる。
【００１５】
ここで、予定リーク量算出手段を、燃料噴射弁の閉弁中に燃料噴射弁から定常的にリークする燃料の量を算出する定常リーク量算出手段と、燃料噴射弁を開弁することによって燃料噴射弁から低圧経路へリークする燃料の量を算出する開弁時リーク量算出手段とを備える手段として構成するとよい。これは、燃料噴射弁からは、閉弁時であっても高圧燃料が燃料噴射弁内部に常時加わっているために内部の弁体の隙間などからわずかずつリークが生じていることと、開弁時には弁体の動作に伴って高圧燃料がリークする点に着目し、原因別に燃料の予定リーク量を算出するためである。
【００１６】
ここで、この蓄圧式燃料噴射装置において、燃料の温度を検出する燃料温度検出手段を備え、定常リーク量算出手段及び開弁時リーク量算出手段は、リークする燃料の量を算出するに当り燃料の温度を考慮するように構成しておくとよい。燃料温度は燃料の粘度と関係があり、粘度が低くなればリークし易くなるからである。この他のパラメータとしては、燃料圧力もリーク量に影響を与える。燃料圧力が高いほど燃料の予定リーク量が大きくなる。
【００１７】
なお、定常リーク量算出手段では１ストローク当りのリーク量として算出を行う様に、さらに、ディーゼル機関の回転速度もパラメータとするとよい。
また、開弁時リーク量算出手段は、燃料噴射弁が２方制御弁の場合には、さらに、燃料噴射期間を考慮することが必要である。２方制御弁においては開弁中は高圧部と低圧経路とが連通状態となるからである。なお、燃料噴射期間は目標燃料噴射量に対応することから、目標燃料噴射量でこのパラメータを代用することができる。
【００１８】
以上説明した様に、本発明の蓄圧式燃料噴射装置によれば、燃料噴射系に異常がるか否かだけでなく、異常の原因をも的確に判別するので、その後の処理を適切に行うことができ、ディーゼル機関の損傷を的確に防止する等の効果を発揮することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
まず図１は実施の形態としての蓄圧式燃料噴射装置全体の構成を表す概略構成図である。
【００２０】
図に示す如く本実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１は、６気筒のディーゼルエンジン２と、ディーゼルエンジン２の各気筒に燃料を噴射供給する燃料噴射弁（インジェクタ）３と、このインジェクタ３に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧室（コモンレール）４と、コモンレール４に高圧燃料を圧送する燃料供給ポンプ５と、これらを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）６とを備える。
【００２１】
ＥＣＵ６は、回転速度センサ７及びアクセルセンサ８にて検出されるエンジン回転速度ＮＥやエンジン負荷を表すアクセル開度ＡCCを取り込み、ディーゼルエンジン２の燃焼状態がこの検出された運転状態に応じて最適となるような燃料噴射圧を実現するための目標燃料圧力（後述の最終目標コモンレール圧ＰＦ）を算出し、コモンレール４に設けたコモンレール圧センサ９にて検出された実燃料圧力（実コモンレール圧ＰＡ）が目標燃料圧力と一致するように燃料供給ポンプ５を駆動制御してコモンレール圧のフィードバック制御を行う。
【００２２】
燃料供給ポンプ５は、このＥＣＵ６からの制御指令に従って、燃料タンク１０に蓄えられた燃料を低圧ポンプ１１を経て吸入し、自身の内部にて高圧に加圧し、この加圧された高圧燃料を供給配管１２を介してコモンレール４に圧送する。
各インジェクタ３は、配管１３によって、高圧燃料を蓄圧したコモンレール４と連結されている。そして、各インジェクタ３に配設されたコントロール弁１４を開閉動作することで、このコモンレール４にて蓄圧されて目標燃料圧力となった高圧燃料が、ディーゼルエンジン２の各気筒の燃焼室へ噴射される。このインジェクタ３のコントロール弁１４の開閉動作は、ＥＣＵ６からのインジェクタ制御指令に基づいて実行される。このインジェクタ制御指令は燃料噴射量や燃料噴射時期を調節するためのものであって、回転速度センサ７やアクセルセンサ８等からの検出信号に基づいて算出され、回転速度センサ７や後述の気筒判別センサ３８等の検出値に基づいて、所定のタイミングでＥＣＵ６から出力される。なお、燃料供給ポンプ５に対する制御指令も回転速度センサ７や気筒判別センサ３８等からの検出値に基づいた所定のタイミングで出力される。
【００２３】
また、本実施例の装置においては、燃料温度を検出するための燃料温度センサ１５も備えられている。この燃料温度センサ１５の検出値ＴＨＦもまたＥＣＵ６に入力されている。
次に、燃料供給ポンプ５の構成を図２及び図３に基づき説明する。
【００２４】
燃料供給ポンプ５は、ハウジング２０と、その下端部に配設されたカム室３０と、ハウジング２０内に配設されたポンプシリンダ２１と、ポンプシリンダ２１に連通し、前記低圧ポンプ１１から低圧燃料の供給を受ける導入管２２と、ポンプシリンダ２１の上端部に螺着された燃料吐出制御弁としての電磁弁６０とを備える。
【００２５】
ポンプシリンダ２１の内部にはプランジャ２３が液密を保って摺動自在に嵌挿されている。プランジャ２３は円柱形状をなし、その上端面はポンプシリンダ２１の内周面とによりポンプ室２４を形成する。ポンプシリンダ２１には、コモンレール４への供給配管１２が連結される吐出孔４１が穿設されている。
【００２６】
また、ポンプシリンダ２１とハウジング２０との間には燃料溜２６が形成され、導入管２２からハウジング２０内へ導入された低圧燃料はここへ溜るようになっている。なお、燃料溜２６は、ポンプ室２４から溢流する燃料の逃がしとしても作用する。
【００２７】
吐出孔４１は、逆止弁４２を介して吐出口４５に連通している。ポンプ室２４で加圧された燃料は、この逆止弁４２の弁体４３を、リターンスプリング４４の付勢力やコモンレール圧に抗して押し開くことで、吐出口４５から供給配管１２を通り、コモンレール４に圧送されるのである。
【００２８】
プランジャ２３の下端部は弁座３５に連結され、弁座３５はプランジャスプリング２７によりカムローラ３３を備えたタペット３４に押圧されている。
カム室３０内には、ディーゼルエンジン２の回転速度の１／２で回転するカム軸３１が挿通され、カム軸３１にはカムローラ３３と接触するカム３２が固定されている。そして、カム軸３１の回転によりプランジャ２３は、カムローラ３３，タペット３４を介してカム３２のカムプロフィルに沿って上下に往復動する。
【００２９】
カム３２は、カムプロフィルのプランジャ２３の下死点をカム角度０度とすると、カム角度０度から約３０度程度までの間をカム３２の外側に中心を有する曲率Ｒ1 の円弧状の凹曲面３２ｃと、カム３２の内側に曲率の中心を有する曲面３２ｄとからなり、カム角度９０度でプランジャ２３が上死点に至る様なカムプロフィルを有するほぼ楕円形状のものである。
【００３０】
ポンプシリンダ２１の上端に螺着された電磁弁６０は、ポンプ室２４に開口する低圧通路６１を開閉する弁体６２を備えている。弁体６２は、いわゆる外開弁である。従って、弁体６２は、通常はスプリング６５によりポンプ室２４内へ開いた状態となって低圧通路６１を開口する状態にあり、通電されるとスプリング６５の付勢力に抗して移動し、低圧通路６１とポンプ室２４とを遮断する状態になる。また、弁体６２は、ポンプ室２４の内部の燃料圧力を閉弁方向の圧力として受けることになるので、燃料圧力が高くなるほど閉弁時のシール性が良くなる。
【００３１】
この弁体６２によって開閉される低圧通路６１は、ギャラリー６３及び通路６４を介して燃料溜２６に連通している。
一方、プランジャ２３は、カム軸３１の回転に伴ってポンプシリンダ２１内を上下動する。なお、プランジャ２３の下降は、プランジャスプリング２７の復帰力によってなされる。
【００３２】
プランジャ２３が下降する際に、通常開弁状態にある電磁弁６０を介して、低圧燃料が燃料溜２６からポンプ室２４へと吸入される。ポンプ室２４へ吸入された燃料はプランジャ２３の上昇に伴って加圧傾向になるが、電磁弁６０が通電されていない場合は、低圧通路６１，ギャラリー６３及び通路６４を通って燃料溜２６に溢流し、ポンプ室２４内の燃料の実質的な加圧は行われない。
【００３３】
これに対し、プランジャ２３の上昇中に電磁弁６０に通電がなされると、弁体６２が低圧通路６１を遮断するため、ポンプ室２４内の燃料は溢流することができなくなり、加圧され始める。そして、ポンプ室２４内の燃料圧力が上昇して、逆止弁４２のリターンスプリング４４の付勢力及び弁体４３に加わっているコモンレール４の圧力に打ち勝つと、逆止弁４２が押し開かれ、高圧燃料が吐出孔４１，吐出口４５及び供給配管１２を通ってコモンレール４へ圧送される。
【００３４】
カム軸３１には、図３に示す様に、一つのタイミングギヤ３６と、ディーゼルエンジン２の気筒数の１／２の個数の燃料供給ポンプ５（本実施例においては３個）とが配設される。なお、図では便宜的に、燃料供給ポンプの一つは省略し、２個の燃料供給ポンプ５ａ，５ｂだけを示している。また、図２に示したものと同じ構成には、それぞれ添字ａ，ｂを付してあるので、それら添字ａ，ｂの付された構成の詳細な構造等は図２を参照されたい。
【００３５】
タイミングギヤ３６には、合計６個の突起３７が配設されている。また、タイミングギヤ３６と近接対向して、電磁ピックアップからなる気筒判別センサ３８が設けられている。
タイミングギヤ３６に設けられた突起３７は、カム軸３１が１回転する間の各カム３２ａ，３２ｂ、…の作用によって、各高圧ポンプ５ａ，５ｂ，…で実行されるプランジャ２３ａ，２３ｂ，…の上昇行程の開始タイミング（即ち、下死点到達時期）を気筒判別センサ３８にて検出するためのものである。この気筒判別センサ３８で検出されたタイミング信号は、ＥＣＵ６に入力される。
【００３６】
ＥＣＵ６は、この気筒判別センサ３８によるタイミング信号に基づいて電磁弁６０ａ，６０ｂ，…へ駆動パルスを出力する。
この実施の形態では、インジェクタ３として、図４に示す様な３方制御弁を用いている。
【００３７】
この３方制御弁の下部のケーシング部材７１はボディロア７２と連結部７３とノズルボディ７４からなり、リテーリングナット７５により各部材７２，７３，７４が一体化されている。そのノズルボディ７４内には弁体摺動孔７６およひ燃料溜り室７７が形成され、先端にはその燃料溜り室７７に連通するノズル孔７８が形成されている。上記弁体摺動孔７６にはノズルニードル７９の大径部８０が摺動自在に嵌合されている。このノズルニードル７９の大径部８０には連結部８１が形成されるとともに、下方先端部には小径部８２および弁体部８３が一体形成されている。そして、この弁体部８３によりシート部Ｘが開閉されノズル孔７８からの噴射がオンオフされる。
【００３８】
上記ノズルニードル７９の連結部８１の先端には、フランジ８４、ピストンピン８５およびピストン８６が一体的に連結されている。また、ノズルニードル７９は、バネ８７により閉方向に付勢されている。前記ピストン８６はボディロア７２に形成されたシリンダ８８内に摺動自在に嵌合され、また、シリンダ８８内には前ピストン８６の端部を臨ませる圧力制御室８９が形成されている。圧力制御室８９上部にはオリフィスを有するプレート弁９０が設けられるとともに、そのプレート弁９０を押圧するバネ９１が配設されている。
【００３９】
前記ボディロア７２上には三方制御弁９２（電磁弁）を有する上部のケーシング部材９３が密着接続されている。すなわち、円筒形状のボディアッパ９４をボディロア７２に螺着し、そのボディアッパ９４の内部孔に三方弁ボディ２５を配置し、リテーリングナット９６がボディアッパ９４の内部孔内に螺入されている。
【００４０】
前記三方弁ボディ９５内にアウタバルブ９７が摺動自在に嵌合され、そのアウタバルブ９７の内部孔にはインナバルブ９８が配設されている。そして、コイル９９が消磁されているときにはアウタバルブ９７はバネ１００の力により下方位置にあり、高圧側通路１０１と圧力制御室８９とが油通路１０２を介して連通される。また、コイル９９が励磁されているときにはアウタバルブ９７は上動し、圧力制御室８９とドレイン通路（低圧側通路）１０３とが油通路１０２を介して連通される。
【００４１】
前記下部のケーシング部材７１には燃料供給通路１０４が形成され、その一端がケーシング部材（ボディロア７２）７１の表面に露出され、他端が前記燃料溜り室７７に連通されるとともに、上部のケーシング部材９３の高圧側通路１０１に連通されている。さらに、その下部のケーシング部材（ボディロア７２）７１の表面部においてインレット１０５が螺入され、燃料供給通路１０４と連通している。
【００４２】
そして、後記コモンレール１０８の高圧燃料は前記インレット１０５、燃料供給通路１０４を介して燃料溜り室７７に供給されるとともに、三方制御弁９２に供給される。また、前記ドレイン通路１０３の燃料はドレインタンクに抜くことができるようになっている。したがって、圧力制御室８９に対して高圧の燃料が供給されているときにはこの圧力を受けてピストン８６からノズルニードル７９に加わる閉弁方向の力が燃料溜り室７７の圧力によって開弁方向に加わる力を上回つてノズルニードル７９はノズル孔７８を閉じている。この状態から三方制御弁９２が制御され圧力制御室８９が低圧側のドレイン通路１０３と連通して、圧力制御室８９の燃料が低圧側に流出することによりノズルニードル７９が開弁方向に移動して燃料が噴射されることとなる。このとき、液圧はプレート弁９０のオリフィスの作用によりゆっくり降下する。
【００４３】
このような各気筒毎に設けられるインジェクタ３は、図１に示すように、配管１３を介してコモンレール４に接続している。
次に、コモンレール圧、燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御するためにＥＣＵ６にて実行される制御量算出処理及びコモンレール圧制御処理について図５〜図７に示すフローチャートに沿って説明する。
【００４４】
制御量算出処理は、ＥＣＵ６にて繰り返し実行されるメインルーチンであり、図５に示すように、まずステップ１１０にて回転速度センサ７からの検出信号に基づきエンジン回転速度ＮＥを算出し、続くステップ１２０にてアクセルセンサ８からの検出信号をＡ／Ｄ変換してアクセル開度ＡCCを算出する。
【００４５】
次にステップ１３０では、上記算出したエンジン回転速度ＮＥとアクセル開度ＡCCとに基づき、図８に示す如き目標燃料噴射量算出マップを用いて目標燃料噴射量ＱＦを算出する。また続くステップ１４０では、この算出された目標燃料噴射量ＱＦとエンジン回転速度ＮＥとに基づいて、図９に示す如き目標コモンレール圧算出マップを用いてコモンレール４内の目標燃料圧力，即ち目標コモンレール圧（図には目標圧力と記載）ＰＳを算出する。
【００４６】
次にステップ１５０では、後述のコモンレール圧制御処理にてセットされるフラグＫ１，Ｋ２がセットされているか否かを判断する。そして、このフラグＫ１，Ｋ２がリセット状態であれば、ステップ１６０に移行して、上記ステップ１４０にて求めた目標コモンレール圧ＰＳを、制御に実際に用いる最終目標コモンレール圧ＰＦとして設定する。
【００４７】
一方、フラグＫ１，Ｋ２がセットされている場合には、ステップ１７０に移行する。そしてステップ１７０では、上記ステップ１４０にて求めた目標コモンレール圧ＰＳと、後述のコモンレール圧制御処理にて設定されたコモンレール圧の上限値ＰＬとを比較し、その小さい方を制御に用いる最終目標コモンレール圧ＰＦとして設定する。
【００４８】
また次に続くステップ１８０では、上記算出したエンジン回転速度ＮＥとアクセル開度ＡCCとに基づき、燃料噴射時期を算出する周知の燃料噴射時期算出処理を実行し、再度ステップ１１０に移行する。
このように制御量算出処理では、ディーゼルエンジン２の運転状態、即ちエンジン回転速度ＮＥ及びアクセル開度ＡCCに基づき、燃料噴射制御のための目標燃料噴射量ＱＦ、最終目標コモンレール圧ＰＦ及び燃料噴射時期を算出する。
【００４９】
次にコモンレール圧制御処理は、ディーゼルエンジン２の回転に同期して実行される割り込みルーチンであり、図６に示す如く処理が開始されると、まずステップ２１０を実行し、最終目標コモンレール圧ＰＦと目標燃料噴射量ＱＦとに基づき、図１０に示す如き基本通電開始時期算出マップを用いて、電磁弁６０の基本通電開始時期ＴＳを算出する。
【００５０】
また続くステップ２２０では、コモンレール圧センサ９からの検出信号に基づき実コモンレール圧ＰＡを検出し、この値ＰＡと最終目標コモンレール圧ＰＦとの偏差（ＰＡ−ＰＦ）に基づき、予め設定された演算式｛ＴＢ＝ｆ（ＰＡ−ＰＦ）｝を用いて上記基本通電開始時期ＴＳに対するフィードバック補正量ＴＢを算出する。
【００５１】
そしてステップ２３０では、この算出されたフィードバック補正量ＴＢとステップ２１０にて算出された基本通電開始時期ＴＳとを加算することにより、電磁弁６０を実際に駆動するのに使用する目標通電開始時期ＴＦを算出する。
算出された上記目標通電開始時期ＴＦに基づき、ステップ２４０にて、燃料洩れ量ＱＬを算出する。この燃料洩れ量ＱＬの算出は、図７に示す様にして実行される。
【００５２】
まず、上記目標通電開始時期ＴＦに基づき、ステップ２４１にて、燃料供給ポンプ５からの燃料吐出量ＱＴを、予め設定された演算式｛ＱＴ＝ｆ（ＴＦ）｝を用いて算出する。燃料吐出量はＱＴは、目標通電開始時期ＴＦが早いタイミングとなるほど大きな値となる。
【００５３】
次にステップ２４２にて、インジェクタの内部リーク量ＱＩを、燃料温度センサ１５より検出された燃料温度ＴＨＦとコモンレール圧センサ９より検出されたコモンレール圧ＰＡと回転速度センサ７より検出された回転速度ＮＥの関数として予め設定された演算式｛ＱＩ＝ｆ（ＴＨＦ，ＰＡ，ＮＥ）｝を用いて算出する。内部リークは、インジェクタ閉弁中において、部品の隙間から燃料がリークすることにより生じる燃料洩れである。そして、その量ＱＩは、燃料温度ＴＨＦが高いほど多くなり、コモンレール圧ＰＡが高いほど多くなる。回転速度ＮＥは、１ストローク当りの内部リーク量を求めるためのパラメータとして用いられている。
【００５４】
そして、ステップ２４３にて、インジェクタのスイッチングリーク量ＱＳを、燃料温度センサ１５より検出された燃料温度ＴＨＦとコモンレール圧センサ９より検出されたコモンレール圧ＰＡの関数として予め設定された演算式｛ＱＩ＝ｆ（ＴＨＦ，ＰＡ）｝を用いて算出する。インジェクタスイッチングリーク量は、ノズルを開弁する際に、圧力制御室８９からドレイン通路１０３へと抜ける燃料量に相当する。その量ＱＳは、燃料温度ＴＨＦが高いほど多くなり、コモンレール圧ＰＡが高いほど多くなる。
【００５５】
続いてステップ２４４にて、コモンレール圧の変化分に相当する燃料量ＱＰを、演算式｛ＱＰ＝Ｖ・（ＰＡ_i −ＰＡ_i-1 ）／Ｅ｝（Ｖ：高圧径路容積，Ｅ：燃料弾性係数，ＰＡ_i-1 ：前回の噴射後圧力，ＰＡ_i ：今回の噴射後圧力）を用いて算出する。
【００５６】
そしてステップ２４５にて、燃料洩れ量ＱＬを演算式｛ＱＬ＝ＱＴ−（ＱＩ＋ＱＳ＋ＱＰ＋ＱＦ）｝にて算出する。ここで、ＱＦは今回の燃料噴射量である。この燃料洩れ量ＱＬの演算式にコモンレール圧の変化分に相当する燃料量ＱＰを入れることにより、すべての運転状態（過渡運転）において演算式は成り立つので、ほぼすべての運転条件において燃料洩れの判定が可能ということになる。
【００５７】
このように、燃料洩れ量ＱＬが算出されると、ステップ２５０に移行し、燃料洩れ量ＱＬが予め設定された所定値ＫＱＬ以上か否かによって燃料洩れの発生を判定する（図６参照）。
このステップ２５０にて燃料洩れがないと判定されると、ステップ３７０にて、燃料洩れの判定に使用する燃料洩れ判定カウンタＮ１、燃料洩れ判定フラグＫ１をリセットした後、当該コモンレール圧制御処理を一旦終了する。一方、燃料洩れがあると判定されるとステップ２６０にて、燃料洩れ判定カウンタＮ１をイクリメントする。
【００５８】
次に、ステップ２７０にて回転変動偏差ＤＴＮＥを算出する。なお、回転変動偏差ＤＴＮＥは、図１１，図１２，図１３に示す様に、前回気筒と今回気筒との回転変動偏差が算出されるものであればどのような算出方法を採用してもよい。回転変動偏差ＤＴＮＥが算出されると、ステップ２８０に移行し、回転変動偏差ＤＴＮＥが予め設定された所定値ＫＤＴＮＥ以上か否かによって噴放しの発生を判定する。
【００５９】
噴放し発生が判定されるとステップ２９０に移行し、噴放し判定カウンタＮ２をインクリメントする。
そして、ステップ３００にて噴放し判定カウンタＮ２が所定値３であれば、ステップ３１０にて噴放し判定フラグＫ２をセットし、ステップ３２０にてコモンレール圧の上限値ＰＬを０にし、当該コモンレール圧制御処理を終了する。
【００６０】
ステップ２８０にて噴放し発生がないと判定されると、ステップ３３０に移行し噴放し判定カウンタＮ２及び噴放し判定フラグＫ２をリセットする。
次に、ステップ３４０にて燃料洩れ判定カウンタＮ１が所定値２０以上であれば、ステップ３５０にて燃料洩れ判定フラグＫ１をセットし、ステップ３６０に移行し、ステップ２４０にて算出された燃料洩れ量ＱＬに基づき、予め設定された演算式｛ＰＬ＝ｆ（ＱＬ）｝を用いて、燃料洩れ量が大きくなるほど小さな値となるようコモンレール圧の上限値ＰＬを算出し、当該コモンレール圧制御処理を終了する。
【００６１】
以上説明したように本実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１によれば、燃料洩れ量ＱＬが予め設定された所定値ＫＱＬを越えた場合、さらに、回転変動偏差ＤＴＮＥが所定値ＫＤＴＮＥを越えたか否かによって、配管系への燃料洩れかそれとも燃料の噴き放しかの判定を行う。ＱＬ＞ＫＱＬかつＤＴＮＥ＞ＤＴＮＥの燃料噴き放しの場合は、ＰＬ＝０とすることによって燃料噴射を実質的に停止し、エンジンが損傷等を受けるのを未然に防止することができる。一方、ＱＬ＞ＫＱＬでＤＴＮＥ≦ＫＤＴＮＥの場合には、配管系への燃料洩れと判断し、燃料洩れ量ＱＬに基づき、燃料洩れ量ＱＬが大きいほど小さくなるようコモンレール圧上限値ＰＬを決定して、最終目標コモンレール圧ＰＦの上限を制限するようにされている。この結果、実施の形態によれば、燃料洩れと噴き放しとを区別することができ、しかも、それぞれの場合に最適な措置をとることができる。
【００６２】
また、上述の実施の形態では、ＱＬの算出に当たってＱＰを考慮していることにより、加速，減速等の過渡状態時における燃料洩れや噴き放しをも正確に判定することができる。よって、過渡状態時においても燃料系統の異常を見逃すことがなく、適切な措置を早期に採ることが可能になる。
【００６３】
次に、第２の実施の形態について説明する。この実施の形態も、システム構成等は上述の実施の形態（以下、第１の実施の形態と呼ぶ。）と同じであるが、図６のフローチャートに代えて、次の様な処理を実行する。
図１４に示す様に、基本通電時間ＴＳ，フィードバック補正量ＴＢ，目標通電開始時期ＴＦを算出したら（Ｓ４１０）、燃料洩れ量ＱＬ及び回転変動偏差ＤＴＮＥを算出する（Ｓ４２０，Ｓ４３０）。そして｜ＤＴＮＥ｜が所定値ＫＤＴＮＥより大きいか否かを判定する（Ｓ４４０）。
【００６４】
｜ＤＴＮＥ｜＞ＫＤＴＮＥの場合には、次に、ＱＬが所定値ＫＱＬより大きいか否かを判定する（Ｓ４５０）。ＱＬ＞ＫＱＬの場合には、回転変動偏差は燃料噴き放しによるものと考えられるため、フラグＫ２に１をセットし、コモンレール圧の上限値ＰＬを０としてエンジンの損傷が拡大するのを未然に防止する（Ｓ４６０，Ｓ４７０）。一方、ＱＬ≦ＫＱＬの場合には、回転変動偏差は燃料停止によるものと判断できるので、警告ランプを点灯して早期の修理を促すようにする（Ｓ４８０）。また、｜ＤＴＮＥ｜≦ＫＤＴＮＥの場合にもＱＬ＞ＫＱＬか否かを判定し（Ｓ４９０）、ＱＬ＞ＫＱＬなら配管系への燃料洩れと判断できるので、フラグＫ１＝１とし（Ｓ５００）、燃料洩れ量ＱＬに基づき、予め設定された演算式｛ＰＬ＝ｆ（ＱＬ）｝を用いて、燃料洩れ量が大きくなるほど小さな値となるようコモンレール圧の上限値ＰＬを算出し（Ｓ５１０）、当該コモンレール圧制御処理を終了する。なお、Ｓ４９０＝ＮＯであるときは、フラグＫ１，Ｋ２を共に０にリセットする（Ｓ５２０）。
【００６５】
この第２の実施の形態によれば、燃料噴射、燃料停止及び燃料配管系のへの洩れのいずれによる異常が生じているかを的確に判断し、それぞれの原因に見合った対応をすることができる。
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明を実施するに当たっては、これらに限らず、例えば、上記警告や燃料停止等に加えて、ダイアグノーシス情報を記憶するようにするなど、さらに種々なる態様を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態のシステムを示す構成図である。
【図２】 燃料供給ポンプの構成を示す断面図である。
【図３】 燃料供給ポンプの構成を示す模式図である。
【図４】 インジェクタの構成を示す断面図である。
【図５】 ＥＣＵにて実行される制御量算出処理のフローチャートである。
【図６】 ＥＣＵにて実行されるコモンレール圧制御処理のフローチャートである。
【図７】 ＥＣＵにて実行される燃料洩れ量算出処理のフローチャートである。
【図８】 目標燃料噴射量算出用のマップを表す線図である。
【図９】 目標コモンレール圧算出用のマップを表す線図である。
【図１０】 基準通電開始時期算出用のマップを表す線図である。
【図１１】 回転変動偏差の算出方法の説明図である。
【図１２】 回転変動偏差の算出方法の説明図である。
【図１３】 回転変動偏差の算出方法の説明図である。
【図１４】 ＥＣＵにて実行されるコモンレール圧制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・蓄圧式燃料噴射装置、２・・・ディーゼルエンジン、３・・・インジェクタ、４・・・コモンレール、５・・・燃料供給ポンプ、６・・・ＥＣＵ、７・・・回転速度センサ、８・・・アクセルセンサ、９・・・コモンレール圧センサ、１０・・・燃料タンク、１１・・・低圧ポンプ、１２・・・供給配管、１３・・・配管、１４・・・コントロール弁、１５・・・燃料温度センサ、３８・・・気筒判別センサ、４５・・・吐出口、６０・・・電磁弁。

Claims (5)

1. 燃料ポンプにより吐出される燃料を高圧状態で一旦蓄えておく蓄圧室と、
   該蓄圧室から燃料の供給を受けてディーゼル機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
   ディーゼル機関の回転速度を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   該検出される運転状態に基づいてディーゼル機関の１回の燃焼に必要な目標燃料噴射量を算出する目標燃料噴射量算出手段と、
   該算出される目標燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射弁を開閉制御する燃料噴射制御手段と、
   前記検出される運転状態に基づいて、前記蓄圧室内の燃料の目標圧力を算出する目標圧力算出手段と、
   前記蓄圧室の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
   該検出される燃料圧力と前記算出される目標圧力との差に基づいて、前記蓄圧室に対して前記燃料ポンプから吐出すべき燃料の目標吐出量を算出する目標吐出量算出手段と、
   該算出される目標吐出量に基づいて、前記燃料ポンプの吐出量を制御する吐出量制御手段と、
   前記吐出量制御手段による目標吐出量自体又はその補正量に基づいて、燃料漏れ及び燃料噴放しによる燃料漏れ量を算出し、この算出された燃料漏れ量に基づいて、燃料噴射系に異常が生じているか否かを判定する燃料系異常判定手段と
   を備える蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記検出されるディーゼル機関の回転速度に基づいて、気筒間での回転変動量を算出する回転変動量算出手段と、
   前記燃料系異常判定手段により燃料噴射系に異常が発生していると判定されている場合に、前記算出される回転変動量が所定の基準値以上のときは気筒内への燃料の噴放しによる異常と判定し、回転変動量が前記基準値未満のときは燃料噴射系からの燃料洩れによる異常と判定する異常原因判別処理手段と、
   前記回転変動量算出手段により所定の基準値より大きい回転変動量が算出されているにも拘らず、前記燃料系異常判定手段により燃料系に異常が生じていると判定されていない場合には、燃料無噴射の気筒が生じていると判別する燃料無噴射判別手段と
   を備えることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
2. 請求項１記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   燃料無噴射の気筒が生じている場合には警告を発する無噴射警告手段を備えることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
3. 請求項１又は２記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   異常原因判別処理手段の原因判別結果に応じて、警告、目標吐出量の上限ガード又は車両停止のいずれかの措置をとる原因別異常処理手段を備えていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
4. 請求項３記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記燃料洩れによる異常が生じているとき、燃料洩れの量を算出する燃料洩れ量算出手段を備え、前記原因別異常処理手段は、燃料洩れによる異常に対しては前記目標吐出量を燃料洩れの量に応じた値に制限し、気筒内への燃料の噴放しによる異常に対しては燃料噴射を実質的に停止する手段として構成されることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
5. 請求項４記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記原因別異常処理手段は、前記目標圧力を強制的に０にすることで燃料噴射を実質的に停止する手段として構成されていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。

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