JP4983814B2

JP4983814B2 - 蓄圧式燃料噴射装置

Info

Publication number: JP4983814B2
Application number: JP2009019861A
Authority: JP
Inventors: 善生豊島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP2010174800A; US20100192910A1; DE102010000221A1; DE102010000221B4; US8800355B2

Description

本発明は、高圧燃料が蓄圧されたコモンレールから燃料噴射弁に燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置に関し、特に、コモンレールの燃料圧を検出する燃料圧検出手段の異常を判定する蓄圧式燃料噴射装置に関する。

従来より、特許文献１にあるように、コモンレールから燃料噴射弁に燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置では、高圧燃料供給ポンプからコモンレールに高圧燃料を供給すると共に、高圧燃料供給ポンプからの移送量を変更して、コモンレールの燃料圧を制御している。

その際、燃料圧検出手段によりコモンレールの燃料圧を検出し、検出した燃料圧と目標圧とに基づいて、燃料圧と目標圧との差が小さくなるように、高圧燃料供給ポンプの移送量を制御している。

特開２００８−２０２５９３号公報

こうした従来のものでは、燃料圧検出手段の異常により、検出する燃料圧がほぼ一定圧となった場合、圧力制御不能に至り、最悪は圧力の異常低下による内燃機関の停止、または、異常高圧による装置故障や燃料配管等からの燃料洩れが発生しファイアハザードに至る場合もある。そこで、燃料噴射弁からの燃料噴射前後の燃料圧の変化を燃料圧検出手段により検出して、圧力変化量が所定値以上であれば燃料圧検出手段は正常に動作していると判定し、それとは逆に所定値以上の圧力変化が得られない場合、燃料圧検出手段が異常であると判定して、異常を報知するようにしている。

燃料噴射弁は、例えば、コモンレールの高圧燃料が印加される圧力室から低圧側に通じる低圧通路を開閉し、通電により低圧通路を開放して圧力室の燃料圧が低下すると、ノズルニードルが上昇して開弁する。その際、開弁中にコモンレールからの高圧燃料を圧力室を介して低圧流路側にリークするので、リークする燃料量が多い。燃料噴射弁から多くの燃料のリークがあるので、燃料噴射弁からの燃料噴射前後に燃料圧の変化が大きくなり、燃料圧検出手段により検出される燃料圧の変化量が大きくなる。

しかし、リークする燃料が多いと、燃料効率の低下を招くので、燃費効率向上等のために、燃料のリークが少ない、あるいはリークのない燃料噴射弁を用いると、所定値以上の圧力変化が得られにくくなり、燃料圧検出手段の異常検出が困難になったり、または、誤判定を招いたりする場合があるという問題があった。

本発明の課題は、燃料噴射弁からの燃料のリークの有無にかかわらず、燃料圧検出手段の異常検出を的確に判定できる蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
高圧燃料供給ポンプから供給される高圧燃料を蓄え前記燃料噴射弁に燃料を供給するコモンレールと、
前記コモンレールの燃料圧を検出する燃料圧検出手段とを備え、
前記燃料圧検出手段により検出した前記燃料圧に基づいて前記コモンレールの燃料圧を制御する蓄圧式燃料噴射装置において、
前記コモンレールの燃料圧を減圧する減圧弁を備えている。

更に、前記燃料圧検出手段により検出した前記燃料圧の変化が予め設定された仮異常判定値よりも小さいときに、前記燃料圧検出手段が異常であると仮判定する仮異常判定手段と、
前記仮異常判定手段により異常と仮判定された後、前記燃料噴射弁からの燃料噴射後に前記減圧弁により減圧して前記燃料圧検出手段により前記燃料噴射と前記減圧とに基づく前記燃料圧の変化を検出し、かつ、前記減圧後に前記高圧燃料供給ポンプからの燃料移送量を増量して前記燃料圧検出手段により前記増量に基づく前記燃料圧の変化を検出し、検出した両方の前記燃料圧の変化が予め設定された本異常判定値よりも小さいときに、前記燃料圧検出手段が異常であると本判定する本異常判定手段とを備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置がそれである。

その際、前記本異常判定手段は、前記燃料噴射弁からの燃料噴射後で、かつ、前記高圧燃料供給ポンプからの燃料移送期間以外のときに、前記減圧弁により減圧するように構成してもよい。

また、前記仮異常判定手段は、前記燃料噴射弁からの燃料噴射前後の前記燃料圧を前記燃料圧検出手段により検出し、前記燃料圧の変化が仮異常判定値よりも小さいときに、前記燃料圧検出手段が異常であると仮判定するようにしてもよい。

更に、前記仮異常判定手段は、前記高圧燃料供給ポンプからの前記コモンレールへの燃料移送前後の前記燃料圧を前記燃料圧検出手段により検出し、前記燃料圧の変化が仮異常判定値よりも小さいときに、前記燃料圧検出手段が異常であると仮判定するように構成してもよい。

本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、燃料圧センサにより検出した燃料圧の変化が小さいときには、まず、燃料圧センサが異常であると仮判定する。そして、異常と仮判定された後、減圧弁を駆動して減圧し、かつ、高圧燃料供給ポンプからの移送量を増量し、燃料圧センサにより検出した燃料圧の変化が小さいときは、燃料圧センサが異常であると本判定する。従って、燃料噴射弁がリーク燃料の小さい、あるいはリーク燃料のない構造のものでも、燃料噴射弁からのリーク燃料の有無にかかわらず、燃料圧センサの異常検出を的確に判定できるという効果を奏する。

燃料噴射弁からの燃料噴射後に減圧弁により減圧して燃料圧検出手段により燃料噴射と減圧とに基づく燃料圧の変化を検出し、かつ、減圧後に高圧燃料供給ポンプからの燃料移送量を増量して燃料圧検出手段により増量に基づく燃料圧の変化を検出することにより、大きな燃料圧の変化が生じるときに燃料圧を検出することができ、燃料圧センサの異常検出をより的確に行うことができる。

本発明の一実施形態としての蓄圧式燃料噴射装置を示す全体構成図である。本実施形態の燃料噴射弁の拡大断面図である。本実施形態の電子制御ユニットにより実行される異常判定処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態の仮判定時の燃料噴射、燃料圧、燃料移送、圧力変化量、異常判定の関係を示すタイミングチャートである。本実施形態の本判定時の燃料噴射、燃料圧、燃料移送、圧力変化量、異常判定の関係を示すタイミングチャートである。

以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態としての蓄圧式燃料噴射装置を示す全体構成図である。

図１に示すように、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、４気筒のディーゼル機関としての内燃機関１に適用されており、高圧燃料を蓄えるコモンレール２と、燃料タンク３からフィードポンプ１０により汲み上げた燃料を加圧してコモンレール２に供給する高圧燃料供給ポンプ４と、コモンレール２より供給される高圧燃料を内燃機関１の気筒内の燃焼室２１に噴射する燃料噴射弁５と、燃料噴射弁５等を電子制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵ６と呼ぶ）とを備えている。

コモンレール２は、ＥＣＵ６により運転状態等に基づいて目標圧が設定され、高圧燃料供給ポンプ４から供給された高圧燃料を目標圧に蓄圧する。このコモンレール２には、蓄圧された燃料圧を検出してＥＣＵ６に出力する燃料圧検出手段としての燃料圧センサ７と、コモンレール２内の高圧燃料を燃料タンク３に逃がしてコモンレール２内の燃料圧を減圧する減圧弁８が取り付けられている。

高圧燃料供給ポンプ４は、内燃機関１に駆動されて回転する図示しないカムにより、図示しないプランジャを往復動させ、図示しない２つの加圧室から交互にコモンレール２に高圧燃料を内燃機関１の２回転でそれぞれ１回づつ吐出する周知のものである。高圧燃料供給ポンプ４には、フィードポンプ１０により燃料タンク３から汲み上げた燃料が供給され、高圧燃料供給ポンプ４には、フィードポンプ１０から吸入される燃料量を調節する圧力調量弁１４が設けられている。

高圧燃料供給ポンプ４には、フィードポンプ１０より送り出された燃料が圧力調量弁１４で調節されて吸入され、高圧燃料供給ポンプ４により加圧された燃料が、吐出弁１６を押し開いてコモンレール２に圧送される。

圧力調量弁１４は、入力される制御電流に応じて図示しない弁体を摺動させて、フィードポンプ１０より送り出された燃料を調節し、高圧燃料供給ポンプ４からコモンレール２に供給される移送量を可変できる。

燃料噴射弁５は、内燃機関１の気筒毎に搭載され、図２に示すように、燃料噴射弁５の本体２２には高圧配管１７を介してコモンレール２に接続された高圧流路２４が形成されている。高圧流路２４は本体２２内に形成された油溜まり室２６に連通されており、油溜まり室２６に連通して噴孔２８が形成されている。

本体２２に摺動可能に支持されたノズルニードル３０が油溜まり室２６に設けられ、ノズルニードル３０は油溜まり室２６の燃料圧を開弁方向に受ける。また、ノズルニードル３０はスプリング３２により噴孔２８を閉塞する閉弁方向に付勢されると共に、ノズルニードル３０の背面側に設けられた圧力室３４への高圧燃料の導入により閉弁方向の作用力を受けるように構成されている。

圧力室３４には連通流路３６が接続されており、連通流路３６は弁室３８に接続されている。弁室３８には高圧流路２４に接続された接続流路４０と摺動孔４２とが対向して接続されている。弁室３８には弁体４４が設けられ、弁体４４の移動により弁室３８と接続流路４０との連通、あるいは、弁室３８と摺動孔４２との連通を切り換えることができるように構成されている。

摺動孔４２には戻り流路４６が接続されており、戻り流路４６は燃料タンク３にリーク流路４８を介して接続されている。摺動孔４２には摺動ピン４８が摺動可能に挿入されており、摺動ピン４８はピエゾアクチュエータ５０の伸長により第１ピストン５２及び第２ピストン５４を介して移動されて弁体４４を押し下げ、弁室３８と摺動孔４２とを連通させる。また、弁体４４はスプリング５６及び接続流路４０の燃料圧を受けて移動して、弁室３８と接続流路４０とを連通させる。

弁体４４がスプリング５６及び接続流路４０の燃料圧を受けて移動して、弁室３８と接続流路４０とを連通した状態のときには、圧力室３４にコモンレール２、高圧流路２４、接続流路４０、弁室３８、連通流路３６を介して高圧燃料が導入される。これにより、ノズルニードル３０への閉弁方向の作用力が上回り、ノズルニードル３０が噴孔２８を塞ぐように摺動されて閉弁される。本実施形態では、閉弁時に弁室３８と摺動孔４２とは遮断されるので、高圧燃料のリークはない。

ピエゾアクチュエータ５０の伸長により弁体４４が移動され、弁室３８と接続流路４０とを連通した状態のときには、圧力室３４と戻り流路４６とが連通流路３６、弁室３８、摺動孔４２を介して連通されて高圧燃料がリーク流路４８を介して燃料タンク３にリークされる。これにより、ノズルニードル３０への開弁方向の作用力が上回り、ノズルニードル３０が摺動されて開弁され、噴孔２８から燃料が噴射される。

本実施形態では、開弁時に高圧燃料がリークされるが、そのリーク燃料量はノズルニードル３０の摺動に相当する分の僅かな量であり、常時高圧燃料がリークされることはないので、燃料効率の向上等を図ることができる。

前記各センサ等はＥＣＵ６に接続されており、ＥＣＵ６は、図１に示すように、周知のＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６等を中心に論理演算回路として構成され、外部と入出力を行う入出力回路、ここでは入出力回路６８をコモンバス７０を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ６２は、燃料圧センサ７やパルサ１９に形成された複数の歯を検出する電磁ピックアップを用いた回転センサ１８からの入力信号を入出力回路６８を介して入力し、これらの信号及びＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６内のデータや予め記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵ６２は、コモンレール２の目標圧と、内燃機関１の運転状態に適した噴射時期及び噴射量等を演算し、その演算結果に従って、圧力調量弁１４及び燃料噴射弁５を電子制御する。

次に、ＥＣＵ６により実行される異常判定処理について図３に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、回転センサ１８により検出される回転角度（クランクシャフトの回転角度）が９０度毎に、燃料圧センサ７によりコモンレール２の燃料圧が検出されて記憶される。本実施形態では、現在の回転角度から１８０度前に検出された燃料圧ＰM1がＲＡＭ６６の第１記憶エリアＭ１に記憶され、現在の回転角度から９０度前に検出された燃料圧ＰM2がＲＡＭ６６の第２記憶エリアＭ２に記憶され、現在の回転角度で検出された燃料圧ＰM3がＲＡＭ６６の第３記憶エリアＭ３に記憶される。９０度回転毎に新に検出された燃料圧Ｐは第３記憶エリアＭ３に記憶され、それ以前に検出された燃料圧Ｐは一つずつ前の記憶エリアに繰り上げられて記憶される。また、回転角度（クランクシャフトの回転角度）が１８０度毎に異常判定処理が実行される。尚、本実施形態では、９０度毎に圧力を検出し、１８０度毎に異常判定処理を実行するが、この角度に限らず、より小さな角度毎に圧力検出、異常判定処理の実行をするようにしてもよい。

異常判定処理では、燃料圧センサ７の異常を検出する条件が成立しているか否かを判断する（ステップ１００。以下Ｓ１００という。以下同様。）。検出条件が成立しているか否かは、燃料噴射弁５からの燃料噴射が実行されているか否か、及び、高圧燃料供給ポンプ４やフィードポンプ１０、減圧弁８、燃料噴射弁５が正常に作動しているか否かにより判断する。

燃料噴射が実行されており、正常に作動しているときには、検出条件が成立していると判断して、第１記憶エリアＭ１に記憶されている燃料圧の圧力値ＰM1を取得する（Ｓ１１０）。続いて、第２記憶エリアＭ２に記憶されている燃料圧の圧力値ＰM2の取得（Ｓ１２０）、及び第３記憶エリアＭ３に記憶されている燃料圧の圧力値ＰM3の取得をする（Ｓ１３０）。

次に、これらの３つの圧力値ＰM1，ＰM2，ＰM3から、判定用圧力変化量Ｐx を下記式（１）に基づいて算出する（Ｓ１４０）。即ち、本実施形態では、９０度毎の圧力変化量を算出し、これを加算して１８０度毎の判定用圧力変化量Ｐx を算出している。

Ｐx ＝｜ＰM1−ＰM2｜＋｜ＰM2−ＰM3｜…（１）
続いて、仮異常判定中か否かを後述するＳ２００の処理の実行により仮異常が確定しているかにより判断する（Ｓ１５０）。仮異常判定中でないと判断したときには（Ｓ１５０：ＮＯ）、Ｓ１４０の処理により算出された判定用圧力変化量Ｐx が予め設定された異常判定値よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１６０）。

判定用圧力変化量Ｐx が異常判定値を超えているときには、燃料圧センサ７が正常に動作していると判定し、判定用圧力変化量Ｐx が異常判定値より小さいときには燃料圧を燃料圧センサ７が正常に検出できていないと判定する。

判定用圧力変化量Ｐx が異常判定値より小さいときには（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、燃料圧センサ７が異常である可能性があると判断して、仮異常回数カウンタをカウントアップする（Ｓ１７０）。一方、判定用圧力変化量Ｐx が異常判定値を超えているときには（Ｓ１６０：ＮＯ）、燃料圧センサ７が正常であると判断して、仮異常回数カウンタをクリアする（Ｓ１８０）。そして、一旦本異常判定処理を終了し、回転角度が１８０度毎に繰り返し実行する。

Ｓ１７０の処理により仮異常回数カウンタをカウントアップした後は、仮異常回数カウンタ値が予め設定された所定値以上か否かを判断する（Ｓ１９０）。所定値以上でないときには（Ｓ１９０：ＮＯ）、本異常判定処理を回転角度が１８０度毎に繰り返し実行して、Ｓ１６０の処理により判定用圧力変化量Ｐx が異常判定値より小さいと連続して判断した仮異常回数カウンタ値が所定値以上となると、仮異常を確定する（Ｓ２００）。

図４に示すように、本実施形態では、回転角度（クランクシャフトの回転角度）が９０度毎にコモンレール２の燃料圧を検出し、回転角度（クランクシャフトの回転角度）が１８０度毎に異常判定処理を実行して、回転角度が９０度毎の圧力変化量を算出し、回転角度）が１８０度毎にその間の圧力変化量を加算して、判定用圧力変化量Ｐx を算出する。

気筒１の燃料噴射弁５から燃料噴射を実行した後の判定タイミングでは、回転角度が１８０度前の燃料圧Ｐ１が第１記憶エリアＭ１に燃料圧ＰM1として記憶され、回転角度が９０度前の燃料圧Ｐ２が第２記憶エリアＭ２に燃料圧ＰM2として記憶され、このときの燃料圧Ｐ３が第３記憶エリアＭ３に燃料圧ＰM3として記憶されている。

前述した式（１）により、気筒１の燃料噴射弁５からの燃料噴射前後の燃料圧Ｐ１，Ｐ２の圧力変化量と、その後の９０度回転した圧力変化量とを加算して、下記のように判定用圧力変化量Ｐx を算出する。

Ｐx ＝｜Ｐ１−Ｐ２｜＋｜Ｐ２−Ｐ３｜
本実施形態では、燃料噴射弁５からのリーク燃料量が少ないので、燃料噴射前後の圧力変化量は小さく、Ｓ１６０の処理の実行による異常判定値との比較判断では、異常判定値より小さいと判断される場合がある。

本異常判定処理を繰り返し実行して、次の判定タイミングでの間に、気筒２の燃料噴射弁５から燃料噴射が行われると共に、高圧燃料供給ポンプ４から高圧燃料がコモンレール２に供給される。

この判定タイミングの際には、前回の判定タイミングのときの燃料圧Ｐ３が第１記憶エリアＭ１に燃料圧ＰM1として記憶され、回転角度が９０度前の燃料圧Ｐ４が第２記憶エリアＭ２に燃料圧ＰM2として記憶され、この判定タイミングのときの燃料圧Ｐ５が第３記憶エリアＭ３に燃料圧ＰM3として記憶されている。この判定タイミングのときの判定用圧力変化量Ｐx は下記のように算出される。

Ｐx ＝｜Ｐ３−Ｐ４｜＋｜Ｐ４−Ｐ５｜
燃料噴射前後の圧力変化量｜Ｐ３−Ｐ４｜に、燃料供給による圧力変化量｜Ｐ４−Ｐ５｜が加算されるので、判定用圧力変化量Ｐx は比較的大きな値となり、Ｓ１６０の処理の実行による異常判定値との比較判断では、異常判定値より大きいと判断される。しかし、燃料噴射前後の圧力変化量｜Ｐ３−Ｐ４｜や燃料供給による圧力変化量｜Ｐ４−Ｐ５｜が小さいと、判定用圧力変化量Ｐx も小さくなり、燃料圧センサ７が正常に動作しているにもかかわらず、Ｓ１６０の処理の実行の際に、連続的に判定用圧力変化量Ｐx が異常判定値より小さいと判断される場合がある。

本異常判定処理を繰り返し実行して、連続的に判定用圧力変化量Ｐx が異常判定値より小さいと判断した際には、まず、仮異常を確定する（Ｓ２００）。そして、高圧燃料供給ポンプ４からコモンレール２に供給する燃料移送量を増圧可能か否かを判断する（Ｓ２１０）。コモンレール２の燃料圧が低く、高圧燃料供給ポンプ４が最大移送量の近傍で燃料を供給しているときや、コモンレール２の燃料圧が高く、燃料を供給すると燃料圧が高くなりすぎるときには、増圧ができない。

高圧燃料供給ポンプ４から燃料を供給できる余裕があるときには増量可能であると判断して（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、高圧燃料供給ポンプ４からの燃料移送量を増量する指令を出力する（Ｓ２２０）。増量分は予め設定された一定量でもよい。

次に、減圧弁８を駆動してコモンレール２の燃料圧を減圧することが可能か否かを判断する（Ｓ２３０）。尚、Ｓ２１０の処理により、高圧燃料供給ポンプ４からの燃料移送量の増量ができないときにも、Ｓ２２０の処理を実行することなく、Ｓ２３０の処理を実行する。

例えば、高圧燃料供給ポンプ４から燃料をコモンレール２に供給中に、減圧弁８を駆動しても、コモンレール２の燃料圧の変化は小さく、減圧弁８の駆動の効果は小さい。また、減圧弁８を駆動して減圧するとコモンレール２の燃料圧が下がり燃料噴射に支障が生じる場合も駆動できない。

これら以外のときで、減圧弁８を駆動して減圧可能なときには（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、減圧弁８の駆動を指令する（Ｓ２４０）。減圧弁８の駆動は、予め設定した一定期間となるようにするとよい。例えば、図４に示すように、燃料噴射弁５による燃料噴射を実行した後の期間で、高圧燃料供給ポンプ４から燃料供給前の期間に、一定時間駆動するようにするとよい。駆動を指令した後、本異常判定処理を繰り返し実行する。

そして、Ｓ１５０の処理により、Ｓ２００の処理で仮異常を確定し仮異常判定中と判断したときには（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、判定用圧力変化量Ｐx が予め設定された異常判定値よりも小さいか否かを判断する（Ｓ２５０）。

仮異常判定中には、Ｓ２２０，Ｓ２４０の処理の実行により、高圧燃料供給ポンプ４の移送量が増量され、あるいは、減圧弁８の駆動により減圧される。これにより、コモンレール２の燃料圧の変化が大きくなる。図５に示すように、コモンレール２の燃料圧は、気筒１での燃料噴射により低下し、更に、減圧弁８の駆動により燃料圧が低下する。そして、高圧燃料供給ポンプ４からの増量された燃料供給により、燃料圧が増加して、通常の燃料噴射制御時よりも増量された分だけ高圧になる。

また、本異常判定処理を繰り返し実行し、Ｓ１１０〜Ｓ１３０の処理の実行により、気筒１の燃料噴射弁５から燃料噴射された後の判定タイミングでは、第１記憶エリアＭ１に燃料圧ＰM1として記憶された回転角度が１８０度前の燃料圧Ｐ１、第２記憶エリアＭ２に燃料圧ＰM2として記憶された回転角度が９０度前の燃料圧Ｐ２、第３記憶エリアＭ３に燃料圧ＰM3として記憶されたこのときの燃料圧Ｐ３’が取得される。

そして、前述した式（１）により、気筒１の燃料噴射弁５からの燃料噴射前後の燃料圧Ｐ１，Ｐ２の圧力変化量と、その後の９０度回転した圧力変化量とを加算して、下記のように判定用圧力変化量Ｐx を算出する。

Ｐx ＝｜Ｐ１−Ｐ２｜＋｜Ｐ２−Ｐ３’｜
減圧弁８の駆動により、減圧弁８の駆動直後に検出される圧力値Ｐ３’が、図５に示すように、通常の図４に示す変化より大きく変化する。従って、｜Ｐ２−Ｐ３’｜項の値が大きくなり、それにより、判定用圧力変化量Ｐx も大きくなる。これらの圧力値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３’は燃料圧センサ７が正常に動作して検出していると、判定用圧力変化量Ｐx は異常判定値を超える。

しかし、圧力変動が大きくなるように減圧弁８を駆動したにもかかわらず、燃料圧センサ７が正常に動作しないと、各圧力値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３’に差がなく、従って、判定用圧力変化量Ｐx は異常判定値よりも小さくなる。

本異常判定処理を繰り返し実行して、次の１８０度回転した判定タイミングでは、それまでの間に、高圧燃料供給ポンプ４から燃料供給が行われると共に、移送量が増量される。燃料供給が開始されると、コモンレール２の燃料圧が上昇し、しかも、増量された分だけ燃料圧が通常時よりも高くなる。

Ｓ１１０〜Ｓ１３０の処理の実行により、第１記憶エリアＭ１に燃料圧ＰM1として記憶された回転角度が１８０度前の燃料圧Ｐ３’、第２記憶エリアＭ２に燃料圧ＰM2として記憶された回転角度が９０度前の燃料圧Ｐ４、第３記憶エリアＭ３に燃料圧ＰM3として記憶されたこのときの燃料圧Ｐ５’が取得される。Ｓ１４０処理の実行により、下記のように判定用圧力変化量Ｐx を算出する。

Ｐx ＝｜Ｐ３’−Ｐ４｜＋｜Ｐ４−Ｐ５’｜
高圧燃料供給ポンプ４からの移送量増量により検出される圧力値Ｐ４，Ｐ５’が通常の図４に示す変化より大きく変化する。従って、｜Ｐ３’−Ｐ４｜項及び｜Ｐ４−Ｐ５’｜項の値が大きくなり、それにより、判定用圧力変化量Ｐx も大きくなる。これらの圧力値Ｐ３’，Ｐ４，Ｐ５’を燃料圧センサ７が正常に動作して検出していると、判定用圧力変化量Ｐx は異常判定値を超える。

しかし、圧力変動が大きくなるように高圧燃料供給ポンプ４からの移送量を増量したにもかかわらず、燃料圧センサ７が正常に動作しないと、検出される各圧力値Ｐ３’，Ｐ４，Ｐ５’に差がなく、従って、判定用圧力変化量Ｐx は異常判定値よりも小さくなる。尚、Ｓ１６０とＳ２５０との異常判定値は、同じ値であってもよく、あるいは、実験等により別の値を設定するようにしてもよい。

本異常判定処理を繰り返し実行し、他の気筒３，４に対応する判定タイミングでも同様に実行される。Ｓ２５０の処理により、判定用圧力変化量Ｐx が予め設定された異常判定値よりも小さいと判断すると（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、本異常回数カウンタをカウントアップする（Ｓ２６０）。

一方、判定用圧力変化量Ｐx が異常判定値を超えているときには（Ｓ２５０：ＮＯ）、燃料圧センサ７が正常であると判断して、本異常回数カウンタをクリアする（Ｓ３１０）。そして、本異常判定処理を繰り返し実行する。

本異常回数カウンタをカウントアップした後は、本異常回数カウンタ値が予め設定された所定値以上か否かを判断する（Ｓ２７０）。所定値以上でないときには（Ｓ２７０：ＮＯ）、Ｓ２１０以下の処理を実行して、運転状態に応じて高圧燃料供給ポンプ４からの移送量増量指令、及び減圧弁８の駆動指令を実行する。

そして、回転角度が１８０度毎に繰り返し実行して、Ｓ２５０の処理により判定用圧力変化量Ｐx が異常判定値より小さいと連続して判断した本異常回数カウンタ値が所定値以上となると、燃料圧センサ７が正常に動作していないと判定して、本異常を確定する（Ｓ２８０）。本異常を確定した後、高圧燃料供給ポンプ４からの移送量増量指令をクリアすると共に（Ｓ２９０）、減圧弁８の駆動指令をクリアする（Ｓ３００）。尚、本異常の確定により、運転者に燃料圧センサ７が異常であるとの報知をするとよい。

このように、燃料圧センサ７により検出した燃料圧の変化が小さいときには、まず、燃料圧センサ７が異常であると仮判定する。そして、異常と仮判定された後、高圧燃料供給ポンプ４からの移送量を増量して、また、減圧弁８を駆動して減圧し、コモンレール２の燃料圧の変化を大きくする。燃料圧センサ７により検出した燃料圧の変化が小さいときは、燃料圧センサ７が異常であると本判定する。

従って、燃料噴射弁５がリーク燃料の小さい、あるいはリーク燃料のない構造のものでは燃料噴射前後のコモンレール２の燃料圧の変化は小さい。このような燃料噴射弁５が用いられ、燃料噴射弁５からの燃料噴射前後のコモンレール２の燃料圧の変化が小さい場合でも、燃料噴射弁５からのリーク燃料の有無にかかわらず、燃料圧センサ７の異常検出を的確に行うことができる。

高圧燃料供給ポンプ４からの燃料移送期間に応じて燃料圧を燃料圧センサ７により検出することにより、大きな燃料圧の変化が生じるときに燃料圧を検出することができ、燃料圧センサ７の異常検出をより的確に行うことができる。

尚、本実施形態では、Ｓ１６０〜Ｓ２００の処理の実行が仮異常判定手段として働き、Ｓ２１０〜Ｓ２８０の処理の実行が本異常判定手段として働く。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１…内燃機関２…コモンレール
３…燃料タンク４…高圧燃料供給ポンプ
５…燃料噴射弁６…電子制御ユニット
７…燃料圧センサ８…減圧弁
１０…フィードポンプ１４…圧力調量弁
１７…高圧配管１８…回転センサ
２１…燃焼室２２…本体
２４…高圧流路２８…噴孔
３０…ノズルニードル３８…弁室
４４…弁体５０…ピエゾアクチュエータ

Claims

内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
高圧燃料供給ポンプから供給される高圧燃料を蓄え前記燃料噴射弁に燃料を供給するコモンレールと、
前記コモンレールの燃料圧を検出する燃料圧検出手段とを備え、
前記燃料圧検出手段により検出した前記燃料圧に基づいて前記コモンレールの燃料圧を制御する蓄圧式燃料噴射装置において、
前記コモンレールの燃料圧を減圧する減圧弁と、
前記燃料圧検出手段により検出した前記燃料圧の変化が予め設定された仮異常判定値よりも小さいときに、前記燃料圧検出手段が異常であると仮判定する仮異常判定手段と、
前記仮異常判定手段により異常と仮判定された後、前記燃料噴射弁からの燃料噴射後に前記減圧弁により減圧して前記燃料圧検出手段により前記燃料噴射と前記減圧とに基づく前記燃料圧の変化を検出し、かつ、前記減圧後に前記高圧燃料供給ポンプからの燃料移送量を増量して前記燃料圧検出手段により前記増量に基づく前記燃料圧の変化を検出し、検出した両方の前記燃料圧の変化が予め設定された本異常判定値よりも小さいときに、前記燃料圧検出手段が異常であると本判定する本異常判定手段とを備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
前記本異常判定手段は、前記燃料噴射弁からの燃料噴射後で、かつ、前記高圧燃料供給ポンプからの燃料移送期間以外のときに、前記減圧弁により減圧することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
前記仮異常判定手段は、前記燃料噴射弁からの燃料噴射前後の前記燃料圧を前記燃料圧検出手段により検出し、前記燃料圧の変化が前記仮異常判定値よりも小さいときに、前記燃料圧検出手段が異常であると仮判定することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射装置。
前記仮異常判定手段は、前記高圧燃料供給ポンプからの前記コモンレールへの燃料移送前後の前記燃料圧を前記燃料圧検出手段により検出し、前記燃料圧の変化が前記仮異常判定値よりも小さいときに、前記燃料圧検出手段が異常であると仮判定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射装置。