JP5630462B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動の低圧ポンプから供給される燃料を加圧して圧送する高圧ポンプの圧送異常を判定する燃料噴射制御装置およびそれを用いた燃料噴射システムに関する。

従来、電動の低圧ポンプから供給される燃料を加圧して圧送する高圧ポンプの圧送量を調量弁で調量し、高圧ポンプで加圧された燃料を蓄圧室で蓄圧して燃料噴射弁から噴射する燃料噴射システムにおいて、蓄圧室の燃料圧力を圧力センサで検出し、検出した実圧力が目標圧力になるように高圧ポンプの圧送量を調量弁で調量することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１では、蓄圧室の燃料圧力の検出結果に基づき、調量弁の作動不良等のために高圧ポンプの圧送量が過大になっているために蓄圧室の実圧力が目標圧力よりも過度に上昇していると判定すると、電動の低圧ポンプに加える電圧を低下させる。これにより、特許文献１では、低圧ポンプから高圧ポンプに供給される燃料量を減少して高圧ポンプの圧送量を減少させることにより、蓄圧室の実圧力が目標圧力よりも過度に上昇することを防止しようとしている。

特開２０１０−２５５５４４号公報

しかしながら、高圧燃料を蓄圧する蓄圧室の燃料圧力を検出して高圧系の燃料圧力が過度に上昇していると判定する方式では、高圧ポンプの圧送量が過大になっているために高圧系の燃料圧力は既に過度に上昇している状態である。そして、電動の低圧ポンプに加える電圧を低下しても、低圧ポンプに加わる電圧が低下してから高圧ポンプに供給される燃料量が減少し、高圧ポンプの圧送量が減少することにより高圧系の燃料圧力が低下するまでの間には応答遅れがある。

したがって、高圧系の燃料圧力が過度に上昇していると判定されてから高圧ポンプの圧送量が減少して高圧系の燃料圧力が低下するまでの間、高圧系において燃料圧力が過度に上昇している状態が継続するという問題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、高圧ポンプの圧送異常を早期に検出する燃料噴射制御装置およびそれを用いた燃料噴射システムを提供することを目的とする。

高圧ポンプの圧送行程において調量弁が開弁している間は加圧室の燃料を低圧側に戻し、調量弁が閉弁すると加圧室において燃料の加圧が開始されることにより高圧ポンプの圧送量を調量弁が調量する構成では、圧送行程において調量弁が開弁して加圧室の燃料を低圧側に戻している間は低圧側の燃料圧力が上昇し、圧送行程において調量弁が閉弁し加圧された燃料を高圧側に圧送している間は低圧側の燃料圧力は低下する。

高圧ポンプの圧送量は圧送行程において調量弁が閉弁している加圧期間により決定されるので、低圧系の燃料圧力の変化を検出すれば、高圧ポンプが圧送異常であるか否かを判定できる。

そこで、本発明の燃料噴射制御装置によると、電動の低圧ポンプと高圧ポンプとの間の低圧系の燃料圧力または燃料圧力に関連する物理量のいずれかの検出値に基づいて高圧ポンプが圧送異常であるか否かを判定する。
高圧ポンプが圧送異常であるか否かを判定する場合、検出値に基づいて高圧ポンプの圧送量を推定し、推定された圧送量と、高圧ポンプから燃料噴射弁に至る高圧系で消費される燃料消費量とを比較し、推定された圧送量が燃料消費量に対して所定量以上である場合は高圧ポンプの過圧送と判定し、推定された圧送量が燃料消費量に対して所定量以下の場合は高圧ポンプの圧送不足と判定する。
あるいは、検出値が所定タイミングで変化しない場合、高圧ポンプの圧送異常と判定する。

このように低圧系の燃料圧力そのものの検出値、あるいは低圧系の燃料圧力に関連し燃料圧力に応じて変化する物理量のいずれかの検出値に基づいて高圧ポンプが圧送異常であるか否かを判定するので、高圧ポンプの圧送異常のために高圧系の燃料圧力が異常になる前に、早期に高圧ポンプの圧送異常を検出できる。

これにより、高圧ポンプの圧送異常として、例えば圧送量が過度に上昇する過圧送が発生すると、電動の低圧ポンプから高圧ポンプへの燃料供給を停止するなどの適切な処理を速やかに実行できる。その結果、高圧ポンプの過圧送を速やかに解消し、高圧系において燃料圧力が過度に上昇することを防止できる。

尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組合せにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。

本実施形態による燃料噴射システムを示すブロック図。 高圧ポンプの構成を示す模式図。 調量弁電流、低圧ポンプ駆動電流、低圧系燃料圧力、カムリフトの関係を示すタイムチャート。 高圧ポンプの圧送異常判定処理１を示すフローチャート。 高圧ポンプの圧送異常判定処理２を示すフローチャート。

（燃料噴射システム）
図１に示す燃料噴射システム２は、例えば、自動車用の多気筒のディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」ともいう。）に燃料を噴射するためのものである。燃料噴射システム２は、フィードポンプ（Feed Pump：ＦＰ）１２と、高圧ポンプ２０と、コモンレール４０と、燃料噴射弁５０と、電子制御装置（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）６０とから主に構成されている。尚、図１では、複数の気筒のうち一つの気筒に対応する燃料噴射弁５０だけを図示し、他の気筒の燃料噴射弁５０の図示を省略している。

ＦＰ１２は、円板状の回転体の外周に複数の羽根を形成したインペラをモータにより回転させる電動ポンプである。ＦＰ１２は、インペラが回転することにより燃料タンク１０内の燃料を吸入し高圧ポンプ２０側に供給する。ＦＰ１２は、バッテリと直接接続されて駆動電流を供給されている。したがって、ＦＰ１２の回転速度が一定であれば、ＦＰ１２の駆動電流はほぼ一定になる。

図２に示すように、高圧ポンプ２０は、カムシャフトのカムの回転に伴いプランジャ２２が往復移動することにより、ＦＰ１２から低圧配管１００を通って供給される燃料を加圧室２００に吸入して加圧する公知のポンプである。

調量弁２４は通電をオフされると開弁し、燃料入口２６を開放する。これにより、プランジャ２２が上死点から下死点に向けて下降する吸入行程において低圧配管１００と加圧室２００とが連通し、加圧室２００に燃料が吸入される。

調量弁２４は通電をオンされると閉弁し、燃料入口２６を閉じる。プランジャ２２が下死点から上死点に向けて上昇する圧送行程において、調量弁２４が閉弁して燃料入口２６を閉じ低圧配管１００と加圧室２００との連通を遮断することにより、加圧室２００の燃料の加圧が開始される。

吐出弁２８は、加圧室２００の燃料が加圧され所定の開弁圧以上になると開弁し、加圧室２００の燃料を高圧配管１０４に圧送する。
図１に示すレギュレート弁３０は、ＦＰ１２から高圧ポンプ２０に燃料を供給する低圧配管１００と、高圧ポンプ２０の余剰燃料を燃料タンク１０にリターンするリターン配管１０２とを接続する配管に設置されている。レギュレート弁３０は、所定の開弁圧で開弁することにより、低圧配管１００の過剰燃料をリターン配管１０２から燃料タンク１０にリターンする。これにより、レギュレート弁３０と高圧ポンプ２０との間の低圧配管１００の燃料圧力の変動を抑制する。

本実施形態のように調量弁２４が閉弁することにより加圧開始タイミングを決定して高圧ポンプ２０の圧送量を調量する吐出調量式の調量弁２４を使用する構成では、高圧ポンプ２０の上流側の低圧系の燃料圧力は、吸入行程において加圧室２００の容量分の燃料を吸入できる圧力以上であればよいので、吸入調量式の調量弁を使用する構成に比べ、レギュレート弁３０の開弁圧は高く、流量は少なく、開閉応答性は遅くてもよい。

圧力センサ３２はレギュレート弁３０と高圧ポンプ２０との間の低圧配管１００に設置されている。レギュレート弁３０と高圧ポンプ２０との間で高圧ポンプ２０の上流側直近に圧力センサ３２を設置することにより、ＦＰ１２から供給される燃料による圧力の変動を排除しつつ、高圧ポンプ２０の作動に伴う低圧系の燃料圧力の変化を圧力の減衰による影響を極力排除して高精度に検出できる。

コモンレール４０は、高圧ポンプ２０から圧送される燃料を蓄圧する蓄圧室を形成する中空の部材である。コモンレール４０には、コモンレール内の燃料圧力を検出する高圧用の圧力センサ４２が設置されている。

ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等を中心とするマイクロコンピュータにて主に構成されている。ＥＣＵ６０は、ＲＯＭまたはフラッシュメモリに記憶されている制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、ＦＰ１２の駆動電流の電流値、圧力センサ３２、４２等のエンジン運転状態を表わす各種情報を入力し、燃料噴射システム２の各種制御を実行する。

例えば、ＥＣＵ６０は、圧力センサ４２が検出するコモンレール圧力が目標圧力になるように調量弁２４の閉弁タイミングを制御し、高圧ポンプ２０の圧送量を調量する。
また、ＥＣＵ６０は、燃料噴射弁５０の噴射量、噴射時期、ならびに、メイン噴射の前にパイロット噴射、プレ噴射、パイロット噴射の後にアフター噴射、ポスト噴射等を実施する多段噴射のパターンを制御する。

ＥＣＵ６０は、燃料噴射弁５０に噴射を指令する噴射指令信号のパルス幅（Ｔ）と噴射量（Ｑ）との相関を示す所謂ＴＱマップを、コモンレール圧力の所定の圧力領域毎にＲＯＭまたはフラッシュメモリに記憶している。そして、ＥＣＵ６０は、エンジン回転数およびアクセル開度に基づいて燃料噴射弁５０の目標噴射量が決定されると、圧力センサ４２が検出するコモンレール圧力に応じて該当する圧力領域のＴＱマップを参照し、目標噴射量を燃料噴射弁５０に指令する噴射指令信号のパルス幅をＴＱマップから取得する。

（高圧ポンプ２０の作動）
次に、高圧ポンプ２０の作動、ならびに高圧ポンプ２０の作動に伴うＦＰ１２の駆動電流、低圧系の燃料圧力の変化について説明する。

図３に示すように、ＥＣＵ６０は、高圧ポンプ２０のプランジャ２２がカムのプロフィールに応じて上死点から下死点に下降する吸入行程においては、調量弁２４への通電をオフにする。これにより燃料入口２６が開放されるので、低圧配管１００の低圧燃料が燃料入口２６を通り加圧室２００に吸入される。このとき、圧力センサ３２が検出する低圧系の燃料圧力は低下する。

低圧系の燃料圧力が低下すると、ＦＰ１２の回転を妨げる力が低下するのでＦＰ１２の回転数が上昇し、ＦＰ１２のモータに発生する逆起電力が増加する。これにより、ＦＰ１２を流れる駆動電流が低下する。

プランジャ２２が下死点から上死点に向けて上昇する圧送行程において、ＥＣＵ６０は途中まで調量弁２４への通電をオフにする。すると、加圧室２００の燃料は、プランジャ２２の上昇により燃料入口２６から低圧配管１００に戻される。このとき、圧力センサ３２が検出する低圧系の燃料圧力は上昇する。

低圧系の燃料圧力が上昇すると、ＦＰ１２の回転を妨げる力が増加するのでＦＰ１２の回転数が低下し、ＦＰ１２のモータに発生する逆起電力が低下する。これにより、駆動電流が上昇する。

圧送行程の途中で調量弁２４への通電がオンにされ調量弁２４が閉弁すると燃料入口２６が閉じるので、プランジャ２２の上昇により加圧室２００の燃料が加圧される。調量弁２４が閉弁すると低圧配管１００に加圧室２００の燃料が戻されなくなるので、圧力センサ３２が検出する低圧系の燃料圧力は急激に低下する。

低圧系の燃料圧力が低下すると、ＦＰ１２の回転数が上昇し、ＦＰ１２のモータに発生する逆起電力が増加する。これにより、駆動電流が低下する。
加圧室２００の燃料圧力が吐出弁２８の開弁圧以上になると吐出弁２８が開弁し、加圧室２００の燃料が高圧配管１０４を通りコモンレール４０に圧送される。

ＥＣＵ６０は、調量弁２４への通電をオンにして所定時間が経過すると、プランジャ２２が圧送行程の上死点に達する前に調量弁２４への通電をオフにする。この場合、加圧室２００の燃料圧力により調量弁２４の弁部材は燃料入口２６を閉じる閉弁方向に力を受けるので、調量弁２４は閉弁状態を保持する。

調量弁２４への通電がオフされた状態でプランジャ２２が上死点に達すると圧送行程は終了する。そして、プランジャ２２が上死点から下降を開始すると、通電がオフにされている調量弁２４が開弁し吸入行程が開始されるので、加圧室２００に燃料が吸入される。

ここで、例えば調量弁２４が作動不良になり、ＥＣＵ６０からの指令に対して高圧ポンプ２０の圧送量を正常に調量できなくなる圧送異常が発生すると、目標圧力に対してコモンレール４０の燃料圧力が過度に上昇したり、過度に低下したりすることがある。

そこで本実施形態では、以下に説明するように、高圧ポンプ２０の圧送異常を早期に検出するために、低圧系の燃料圧力、または低圧系の燃料圧力に関連する物理量の変化を検出して高圧ポンプ２０の圧送量を推定し、高圧ポンプ２０が圧送異常であるか否かを判定する。

（圧送量推定）
高圧ポンプ２０の圧送量は、圧送行程において調量弁２４が閉弁し加圧室２００の燃料の加圧が開始されて吐出弁２８が開弁してから、プランジャ２２が上死点に達して圧送が終了するまでの加圧期間により決定される。

前述したように、圧送行程において、プランジャ２２が下死点から上死点に向けて上昇を開始すると低圧系の燃料圧力が上昇し、調量弁２４が閉弁して燃料圧送が開始すると低圧系の燃料圧力は急激に低下する。したがって、圧送行程において、低圧系の燃料圧力が上昇を開始してから急激に低下するまでの期間を圧力上昇期間とすると、加圧期間は、圧送行程の期間を表わす圧送行程期間から圧力上昇期間を減算した値である。

カムシャフトを駆動するクランク軸の回転角度を表わすクランク角度で判断すると、圧力上昇期間は調量弁２４の閉弁タイミングにより変化するが、圧送行程期間はエンジン回転速度に関わらず一定の固定値である。したがって、圧力上昇期間が分かれば加圧期間が決定され、加圧期間から高圧ポンプ２０の圧送量を推定できる。圧送行程期間が固定値であるから、圧力上昇期間から高圧ポンプ２０の圧送量を推定することもできる。

圧送量は、（１）圧力センサ３２の検出圧力、または（２）ＦＰ１２の駆動電流により次のようにして推定できる。
（１）圧力センサ３２の検出圧力
圧力センサ３２が低圧系の燃料圧力を検出することにより、低圧系の燃料圧力が上昇を開始してから上昇が終了し急激に低下するまでの圧力上昇期間Ｔｐを直接求めることができる。低圧系の燃料圧力の上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとはＥＣＵ６０がサンプリングするときの時間で検出され、圧力上昇期間Ｔｐも時間で求められる。

具体的には、高圧ポンプ２０の圧送量Ｑは、燃料圧力の上昇開始タイミングをＴＧ、上昇終了タイミングをＴＲとすると次式（１）から求められる。
Ｑ＝Ｆ（ＴＧ−ＴＲ） ・・・（１）
（ＴＧ−ＴＲ）は圧力上昇期間Ｔｐを表わすパラメータである。前述したように、圧力上昇期間が分かれば加圧期間が決定される。関数Ｆは、（ＴＧ−ＴＲ）をパラメータとして、カムのプロフィールにより決定される圧送量を求める数式またはマップデータである。

ただし、時間で表わされた圧力上昇期間Ｔｐのままでは圧送量を求めることができないので、時間で表わされた圧力上昇期間Ｔｐをエンジン回転数に基づいてクランク角度に換算し、角度で表わされた圧力上昇期間Ｔｐから圧送量を求める。

ここで、高圧ポンプ２０の取付け角度に誤差がある場合、正常に高圧ポンプ２０が取り付けられた場合のクランク角度に対して上昇開始タイミングＴＧと上昇終了タイミングＴＲとはずれていることがある。また、検出した上昇開始タイミングＴＧと上昇終了タイミングＴＲとは、圧力センサ３２が検出する燃料圧力の伝播遅れにより実際の上昇開始タイミングＴＧと上昇終了タイミングＴＲとからずれていることがある。

しかし、式（１）のように上昇開始タイミングＴＧと上昇終了タイミングＴＲとの差分（ＴＧ−ＴＲ）を圧力上昇期間を表わすパラメータとして高圧ポンプ２０の圧送量を求めることにより、高圧ポンプ２０の取り付け角度の誤差および圧力の伝播遅れを相殺して圧送量を高精度に推定できる。

尚、高圧ポンプ２０の取付け角度の誤差、ならびに圧力センサ３２が検出する燃料圧力の伝播遅れが無視できる程度であれば、上昇終了タイミングＴＲから圧送行程の上死点までの期間が加圧期間を表わすので、上昇終了タイミングＴＲだけから高圧ポンプ２０の圧送量を推定してもよい。

（２）駆動電流
ＦＰ１２の駆動電流は、圧力センサ３２が検出する低圧系の燃料圧力に対して時間遅れはあるものの、前述したように低圧系の燃料圧力に応じて変化する。駆動電流が上昇を開始する上昇開始タイミングＴＧと上昇を終了する上昇終了タイミングＴＲとの期間である電流上昇期間Ｔｉは、圧力上昇期間Ｔｐと同じ長さである。したがって、駆動電流の上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとから電流上昇期間Ｔｉを求めることにより、圧力センサ３２で低圧系の燃料圧力を検出する場合と同様に、式（１）から高圧ポンプ２０の圧送量Ｑを求めることができる。

尚、高圧ポンプ２０の作動により生じる低圧系の燃料圧力の変化は、高圧ポンプ２０からＦＰ１２に伝播する間に配管長のために減衰する。この減衰が大きいと、ＦＰ１２の駆動電流の変化から電流上昇期間Ｔｉを高精度に求めることが困難になる。そこで、ＦＰ１２に伝播する燃料圧力の減衰を極力低下させるために、低圧配管１００に弾性係数の高い材質を使用することが望ましい。

また、圧力センサ３２が検出する低圧系の燃料圧力の値は、レギュレート弁３０の機差、高圧ポンプ２０の回転数、燃料噴射弁５０の噴射量、低圧系に設置された燃料フィルタの異物捕集による圧損の程度、燃料性状、燃料温度等により変化する。したがって、圧力センサ３２が検出する燃料圧力の値と固定の閾値とを比較しても、燃料圧力の上昇開始タイミングおよび上昇終了タイミングを高精度に求めることはできない。

そこで、低圧系の燃料圧力の微分値、傾き、変化幅等、あるいはこれらの組合せで、上昇開始タイミングおよび上昇終了タイミングを求めることにより、圧力上昇期間Ｔｐを高精度に求めることができる。

同様に、ＦＰ１２の駆動電流の上昇開始タイミングおよび上昇終了タイミングを求める場合も、駆動電流の微分値、傾き、変化幅等、あるいはこれらの組合せで、上昇開始タイミングおよび上昇終了タイミングを求めることにより、電流上昇期間Ｔｉを高精度に求めることができる。

ＦＰ１２の駆動電流の場合、ＦＰ１２が燃料を圧送するときにインペラの外周に形成された羽根により生じる圧力脈動、ならびにモータの周方向の磁気むらにより生じる回転速度むらにより、図３に示すようにノイズが生じる。したがって、バンドパスフィルタによりこのノイズを除去してから、駆動電流の上昇開始タイミングおよび上昇終了タイミングを求めることが望ましい。

次に、ＥＣＵ６０がＲＯＭ等に記憶されている制御プログラムにより実行する高圧ポンプ２０の圧送異常判定処理１、２について説明する。図４および図５のフローチャートにおいて「Ｓ」はステップを表わしている。

（圧送異常判定処理１）
図４に示す圧送異常判定処理１では、ＦＰ１２の駆動電流に基づいて高圧ポンプ２０の圧送異常を判定する。

ＥＣＵ６０は、ＦＰ１２の駆動電流を所定の時間間隔でサンプリングしてＡＤ変換し（Ｓ４００）、ＦＰ１２の回転数とインペラの羽根の数、ならびにＦＰ１２のモータの磁気むらにより決定されるノイズ周波数帯域でＡＤ変換値にバンドパスフィルタをかける（Ｓ４０２）。

フィルタ通過後の駆動電流の前後の傾きと上昇幅との両方がそれぞれ所定の上昇範囲になったときに駆動電流の上昇開始タイミングＴＧであると判断し（Ｓ４０４）、フィルタ通過後の駆動電流の前後の傾きと減少幅との両方がそれぞれ所定の減少範囲になったときに駆動電流の上昇終了タイミングＴＲであると判断する（Ｓ４０６）。

Ｓ４０８においてＥＣＵ６０は、上昇開始タイミングＴＧおよび上昇終了タイミングＴＲに基づき式（１）から高圧ポンプ２０の推定圧送量を求める。
推定圧送量が（システム消費量＋最大システムばらつき）以上の過圧送であるか、あるいは推定圧送量が（システム消費量−最大システムばらつき）以下の圧送不足であれば（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、Ｓ４１２に処理を移行し、過圧送でもなく圧送不足でもない場合は（Ｓ４１０：Ｎｏ）、本処理を終了する。

Ｓ４１０の判定において使用するシステム消費量は、図１の燃料噴射システム２において、コモンレール圧等のエンジン運転状態に基づいて予め測定された高圧ポンプ２０から燃料噴射弁５０に至る高圧系のリーク量および燃料噴射弁５０の噴射量で表わされる高圧系における基準の燃料消費量を表わしている。そして、システム消費量に燃料噴射システムの機差および経時変化を含んだ最大システムばらつきを考慮して、高圧ポンプ２０の過圧送または圧送不足を判定する。

Ｓ４１２において、過圧送がｎ回連続して発生していなければ（Ｓ４１２：Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は本処理を終了する。過圧送がｎ回連続して発生していれば（Ｓ４１２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０はＦＰ１２への電力供給を停止してＦＰ１２を停止させる（Ｓ４１４）。

ＦＰ１２の駆動電流に基づいて高圧ポンプ２０が過圧送であると判定しＦＰ１２を停止させることにより、コモンレール圧が過度に上昇する前にＦＰ１２から高圧ポンプ２０への燃料供給を停止して高圧ポンプ２０からの燃料圧送を停止し、コモンレール圧の上昇を防止できる。

Ｓ４１０の判定において圧送不足と判定される場合、調量弁２４の閉弁開始タイミングを早くしてもよい。調量弁２４の閉弁開始タイミングを早くして圧送不足が所定回数連続して解消されれば、調量弁２４の閉弁応答性が経時変化等により低下したために圧送不足が生じたと判断できる。

ＦＰ１２の駆動電流に基づいて高圧ポンプ２０の圧送異常を判定する場合は、低圧配管１００に設置する圧力センサ３２を省略できる。
（圧送異常判定処理２）
図５に示す圧送異常判定処理２では、圧力センサ３２が検出する低圧系の燃料圧力に基づいて高圧ポンプ２０の圧送異常を判定する。

ＥＣＵ６０は、低圧系の燃料圧力を検出する圧力センサ３２の出力信号を所定の時間間隔でサンプリングしてＡＤ変換する（Ｓ４２０）。そして、低圧系の燃料圧力の前後の傾きと上昇幅との両方がそれぞれ所定の上昇範囲になったときに低圧系の燃料圧力の上昇開始タイミングＴＧであると判断し（Ｓ４２２）、低圧系の燃料圧力の前後の傾きと減少幅との両方がそれぞれ所定の減少範囲になったときに低圧系の燃料圧力の上昇終了タイミングＴＲであると判断する（Ｓ４２４）。Ｓ４２６以降の処理は、図４のＳ４０８以降の処理と実質的に同一であるから説明を省略する。

図５の圧送異常判定処理２では、圧力センサ３２で検出した低圧系の燃料圧力に基づいて高圧ポンプ２０の圧送異常を判定するので、より高精度に高圧ポンプ２０の圧送異常を判定できる。

以上説明した本実施形態によると、低圧系の燃料圧力に関連して変化するＦＰ１２の駆動電流または低圧系の燃料圧力自体により高圧ポンプ２０の圧送異常を判定するので、高圧系のコモンレール圧が過度に上昇する前に、低圧系の燃料圧力の変化に基づいて高圧ポンプ２０の圧送異常を早期に検出できる。これにより、高圧ポンプ２０が過圧送であると判定した場合には、ＦＰ１２の駆動を停止することにより、コモンレール圧が過度に上昇することを防止できる。

また、低圧系の燃料圧力の変化に基づいて高圧ポンプ２０の圧送異常を判定することにより、ＦＰ１２の駆動を停止するなどの適切な処理を実行してコモンレール圧が過度に上昇することを防止するので、コモンレール４０にプレッシャレギュレータを設置しない構成を採用できる。

［他の実施形態］
上記実施形態では、低圧系の燃料圧力に関連する物理量としてＦＰ１２の駆動電流を検出した。これ以外にも、ＦＰ１２の回転数または低圧配管１００の流量等を検出できるのであれば、これらを低圧系の燃料圧力に関連する物理量として検出してもよい。

上記実施形態では、低圧系の燃料圧力またはＦＰ１２の駆動電流の上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとから高圧ポンプ２０の圧送異常を判定した。これに対し、低圧系の燃料圧力またはＦＰ１２の駆動電流が所定タイミングで変化しない場合に、高圧ポンプ２０の圧送異常と判定してもよい。

例えば、低圧系の燃料圧力またはＦＰ１２の駆動電流の上昇終了タイミングがＥＣＵ６０で決定した所定タイミングよりも早くなる場合には高圧ポンプ２０の過圧送と判定し、所定タイミングよりも遅くなる場合には高圧ポンプ２０の圧送不足と判定できる。

上記実施形態では、駆動電流または低圧系の燃料圧力の傾きと上昇幅または下降幅が表わす変化幅との両方に基づいて上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとを検出した。これに対し、駆動電流または低圧系の燃料圧力の傾きまたは変化幅だけに基づいて上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとを検出してもよい。また、傾きに代えて微分値を用いてもよい。

上記実施形態では、ＦＰ１２の駆動電流または低圧系の燃料圧力を所定の時間間隔でサンプリングし、上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとを検出した。これに対し、ＦＰ１２の駆動電流または低圧系の燃料圧力をクランク角度に同期してサンプリングし、上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとを検出してもよい。

上記実施形態では、高圧ポンプ２０が過圧送であると判定するとＦＰ１２を停止させたが、ＦＰ１２に供給する駆動電流を可変に制御できるのであれば、過圧送の程度に応じて駆動電流を低下してもよい。

また、高圧系の燃料圧力の過度な上昇を防止するために、上記実施形態の処理に加え、コモンレール４０にプレッシャレギュレータを設置してもよい。
本発明は、ディーゼルエンジン用のコモンレールシステムに限らず、デリバリパイプが形成する蓄圧室で燃料を蓄圧する直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射システムに適用してもよい。

上記実施形態では、検出値取得手段、判定手段および圧送量推定手段の機能を、制御プログラムにより機能が特定されるＥＣＵ６０により実現している。これに対し、上記複数の手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。

このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

２：燃料噴射システム、１２：ＦＰ（低圧ポンプ）、２０：高圧ポンプ、２４：調量弁、３２：圧力センサ、４０：コモンレール、５０：燃料噴射弁、６０：ＥＣＵ（燃料噴射制御装置、検出値取得手段、判定手段、圧送量推定手段）

Claims (5)

1. 電動の低圧ポンプ（１２）から供給される燃料を高圧ポンプ（２０）で加圧する加圧開始タイミングを調量弁（２４）で制御して前記高圧ポンプの圧送量を調量し、前記高圧ポンプで加圧された燃料を蓄圧室（４０）で蓄圧して燃料噴射弁（５０）から噴射する燃料噴射システム（２）に適用される燃料噴射制御装置（６０）であって、
   前記低圧ポンプと前記高圧ポンプとの間の低圧系の燃料圧力または前記燃料圧力に関連する物理量のいずれかの検出値を取得する検出値取得手段（Ｓ４００、Ｓ４２０）と、
   前記検出値取得手段が取得する前記検出値に基づいて前記高圧ポンプの前記圧送量を推定する圧送量推定手段（Ｓ４０８、Ｓ４２６）と、
   前記圧送量推定手段が推定する前記圧送量と、前記高圧ポンプから前記燃料噴射弁に至る高圧系で消費される燃料消費量とを比較し、前記圧送量が前記燃料消費量に対して所定量以上である場合は前記高圧ポンプの過圧送と判定し、前記圧送量が前記燃料消費量に対して所定量以下の場合は前記高圧ポンプの圧送不足と判定する判定手段（Ｓ４１０、Ｓ４２８）と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 電動の低圧ポンプ（１２）から供給される燃料を高圧ポンプ（２０）で加圧する加圧開始タイミングを調量弁（２４）で制御して前記高圧ポンプの圧送量を調量し、前記高圧ポンプで加圧された燃料を蓄圧室（４０）で蓄圧して燃料噴射弁（５０）から噴射する燃料噴射システム（２）に適用される燃料噴射制御装置（６０）であって、
   前記低圧ポンプと前記高圧ポンプとの間の低圧系の燃料圧力または前記燃料圧力に関連する物理量のいずれかの検出値を取得する検出値取得手段（Ｓ４００、Ｓ４２０）と、
   前記検出値取得手段が取得する前記検出値が所定タイミングで変化しない場合、前記高圧ポンプの圧送異常と判定する判定手段（Ｓ４１０、Ｓ４２８）と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
3. 前記検出値取得手段（Ｓ４００）は、前記低圧ポンプの駆動電流の検出値を前記物理量の検出値として取得することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記検出値取得手段（Ｓ４２０）は、前記低圧系に設置された圧力センサから前記低圧系の前記燃料圧力の検出値を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。
5. 電動の低圧ポンプと、
   前記低圧ポンプから供給される燃料を加圧する加圧開始タイミングを調量弁で制御して圧送量を調量する高圧ポンプと、
   前記高圧ポンプから供給される燃料を蓄圧するコモンレールと、
   前記コモンレールで蓄圧された燃料を噴射する燃料噴射弁と、
   請求項１から４のいずれか一項に記載された燃料噴射制御装置と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射システム。

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