JP2002256952A - 燃料噴射システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力特性異常を含む圧力センサの異常を判定
することができる燃料噴射システムの提供。 【解決手段】 燃料噴射システムＡは、エンジン制御手
段７の圧力指令値を制限値を越える値に設定してプレッ
シャーリミッタ６を強制的に開弁させ、開弁する直前の
圧力センサ５のセンサ出力と、プレッシャーリミッタ６
の開弁後に一定値に収束した圧力センサ５のセンサ出力
とに基づいて測定した圧力センサ５の実特性と、圧力セ
ンサ５の正常特性との差異から圧力センサ５が異常であ
るか否かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コモンレール式の
燃料噴射システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】コモンレール式の燃料噴射システム（特
開昭６２- ２５８１６０号公報）は、エンジンの運転状
態に応じて、噴射量、噴射タイミング、および噴射圧力
を自由に制御できる特徴を有する。

【０００３】そして、コモンレールに取り付けられた圧
力センサによってコモンレール圧力を検出し、この圧力
が指令値になる様にエンジン制御装置がサプライポンプ
を制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】圧力センサの異常の
内、常に出力電圧が０または一定値になる場合には、出
力値を監視すれば判定可能である。しかし、出力特性の
異常、つまり、増幅器のゲインやオフセットの変化によ
りコモンレール圧力- 出力電圧特性が変わる異常に対し
ては出力値の監視だけでは判定できない。

【０００５】本発明の目的は、出力特性異常を含む圧力
センサの異常を判定することができる燃料噴射システム
の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】［請求項１、２につい
て］複数のインジェクタは、噴射制御用電磁弁の開弁に
よって、コモンレールからエンジンの各気筒に燃料を噴
射する。

【０００７】サプライポンプは、燃料を圧縮するととも
に、圧縮燃料のコモンレールへの吐出量を調整する吐出
量制御手段を有する。圧力センサは、コモンレール圧力
に対応する強度のセンサ出力を送出する。プレッシャー
リミッタは、コモンレール圧力が制限値を越えると機械
的に開弁する。

【０００８】エンジン制御手段は、エンジンの運転状態
とセンサ出力から換算されるコモンレール圧力とに基づ
いて、各噴射制御用電磁弁、およびサプライポンプの吐
出量制御手段を制御する。

【０００９】異常判定手段は、プレッシャーリミッタが
作動して開弁する直前のセンサ出力と、プレッシャーリ
ミッタの開弁後に一定値に収束したセンサ出力とに基づ
いて圧力センサの異常を判定する。これにより、燃料噴
射システムは、圧力センサが異常（出力特性異常を含
む）であるか正常であるかを判定することができる。

【００１０】プレッシャーリミッタは、以下の場合に作
動する。通常モード時にコモンレール圧力が制限値を越
えた場合。異常判定モードの選択によって、エンジン制
御手段がコモンレールへの圧力指令値を制限値を越える
値に設定し、コモンレール圧力が制限値を越えた場合。

【００１１】［請求項３について］異常判定手段は、コ
モンレール圧力が、制限値および一定値になった時の圧
力センサの各センサ出力に基づいて導き出される圧力セ
ンサの実特性と、圧力センサの正常特性との差異から圧
力センサの異常およびその種別を判定する。これによ
り、圧力センサが正常であるか異常であるか、およびそ
の種別（オフセット異常やゲイン異常）を判定すること
ができる。

【００１２】［請求項４について］圧力センサの異常が
補正可能な種別（オフセット異常やゲイン異常）の場合
には、圧力センサの出力値をコモンレール圧に換算する
換算係数を、実特性と正常特性との差異に基づいて補正
する。

【００１３】これにより、圧力センサの出力特性の異常
が、オフセット異常やゲイン異常である場合には、圧力
センサのセンサ出力が正しいコモンレール圧力に換算さ
れる様になるので、エンジン制御を正常に行うことがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例（請求項１〜４
に対応）を図１に基づいて説明する。図１に示す如く、
燃料噴射システムＡは、噴射制御用電磁弁１、１…１の
開弁によってエンジン２の各気筒に燃料を噴射するイン
ジェクタ３、３…３と、吐出量制御装置４０を有する高
圧供給ポンプ４と、圧力センサ５と、プレッシャーリミ
ッタ６と、エンジン制御手段７とを備える。

【００１５】インジェクタ３、３…３は、エンジン２の
各気筒の燃焼室に対応して配置されている。これらイン
ジェクタ３から各気筒の燃焼室への燃料噴射は、噴射制
御用電磁弁１の開閉によって制御される。

【００１６】各インジェクタ３は、コモンレール９（高
圧蓄圧配管）に接続され、噴射制御用電磁弁１が開弁し
ている間、コモンレール９内の高圧燃料が各気筒の燃焼
室へ噴射される。

【００１７】高圧供給ポンプ４は、低圧供給ポンプ４１
により燃料タンク４２から吸引された燃料４３を昇圧す
る。この高圧供給ポンプ４は、エンジン制御手段７が制
御する吐出量制御装置４０により駆動される。そして、
この高圧供給ポンプ４により高圧になった燃料４３は、
チェックバルブ４４および供給配管４５を経てコモンレ
ール９に供給され、燃料噴射が可能な高圧圧力に常時、
コモンレール９内が維持される。尚、使用最大圧力は、
１２０ＭＰａ〜１６０ＭＰａである。

【００１８】圧力センサ５は、コモンレール９内の圧力
を検出するためにコモンレール９の一端側に配設され、
コモンレール圧力に対応するセンサ出力をエンジン制御
手段７に送出する。そして、コモンレール圧力がエンジ
ン制御手段７により検出される。

【００１９】プレッシャーリミッタ６は、コモンレール
９等の破損を防止するための安全装置であり、コモンレ
ール内の圧力が制限値（使用最大圧力＋２０ＭＰａ〜３
０ＭＰａに設定）を越えると機械的に開弁して異常高圧
を開放する。

【００２０】エンジン制御手段７は、エンジンの運転状
態と、圧力センサ５が検出するコモンレール圧力とに基
づいて、噴射制御用電磁弁１、１…１、および高圧供給
ポンプ４の吐出量制御装置４０を制御する。

【００２１】エンジンの運転状態は、エンジン回転を検
出するための回転数センサ７１、車両負荷を検出するた
めの負荷センサ７２等からのセンサ出力により把握され
る。そして、把握されたエンジンの運転状態に最適な、
噴射時期および噴射量（＝噴射期間）となる様に、エン
ジン制御手段７が噴射制御用電磁弁１、１…１に駆動信
号を出力する。

【００２２】また、検出された、車両負荷およびエンジ
ン回転数に応じて噴射圧力が最適値になる様に、コモン
レール圧力を監視しながらエンジン制御手段７が制御信
号を吐出量制御装置４０に出力する。

【００２３】つぎに、本実施例の燃料噴射システムＡの
エンジン制御手段７の異常判定に係る作動を図２に基づ
いて説明する。圧力センサ５の異常判定を行う場合に
は、エンジンン制御手段７は、ソフトガードを無効に
し、圧力指令値を制限値（例えば、１４０ＭＰａ〜１９
０ＭＰａ）を越える値（＋５ＭＰａ〜＋１０ＭＰａ）に
設定する。

【００２４】なお、以下の場合に、圧力センサ５の異常
判定を行う。 ・所定期間（数カ月）が経過すると、アイドル時に自動
的に行う。 ・運転者やサービスマンが、異常判定モードに切り替え
て行う。

【００２５】ステップｓ１で、プレッシャーリミッタ６
が作動（開弁）したか否かを判定し、作動した場合（Ｙ
ＥＳ）にはステップｓ２に進み、作動していない場合
（ＮＯ）には作動するまで待機する。プレッシャーリミ
ッタ６の作動の判定は、燃料タンクへ連通する配管へ排
出される燃料圧力を検知するセンサ等で行う。

【００２６】ステップｓ２で圧力計測を行う。具体的に
は、エンジンン制御手段７は、制限値（例えば１６５Ｍ
Ｐａ）で開弁する直前の圧力センサ５の出力電圧と、プ
レッシャーリミッタ６の開弁後に、数秒〜数十秒後に一
定値（例えば２０ＭＰａ〜３０ＭＰａ）に収束する圧力
センサ５の出力電圧とを計測する。そして、（例えば１
６５ＭＰａ、Ｖ₁ ）と（収束値、Ｖ₀ ）とから、計測し
たコモンレール圧力- 出力電圧特性５１〜５４を確定す
る。

【００２７】ステップｓ３で、コモンレール圧力- 出力
電圧特性の比較を行う。具体的には、図３の破線で示す
実特性（コモンレール圧力- 出力電圧特性５１〜５４）
と、図３の実線で示す正常特性（コモンレール圧力- 出
力電圧特性５０）とを比較する。

【００２８】ステップｓ４で、圧力センサ５が正常か異
常かを判定する。具体的には、実特性と正常特性との差
異が許容範囲内であるか、許容範囲を越えているかを判
定し、許容範囲内の場合（ＹＥＳ）にはステップｓ５に
進み、許容範囲を越えている場合（ＮＯ）には圧力セン
サ５が正常であると判定（終了）する。

【００２９】なお、許容範囲内であるか越えているか
は、例えば、正常特性の傾きと実特性の傾きとの差異
や、コモンレール圧力０となる正常特性の出力電圧値と
コモンレール圧力０となる実特性の出力電圧値との差異
で判定する。

【００３０】ステップｓ５で、異常処理を行う。具体的
には、異常の種類（オフセット異常、ゲイン異常、出力
一定値異常、出力ゼロ異常）を特定する。

【００３１】ステップｓ６で、オフセット異常、ゲイン
異常、およびオフセット＆ゲイン異常の場合に限り、異
常処理を行う。具体的には、センサ出力値をコモンレー
ル圧力に換算する換算係数を、実特性と正常特性との差
異に基づいて補正する。

【００３２】本実施例の燃料噴射システムＡは、以下の
利点を有する。圧力センサ５が正常であるか、異常（オ
フセット異常、ゲイン異常、出力一定値異常、出力ゼロ
異常）であるかを判定することができる。また、異常で
ある場合には、異常の種類（オフセット異常、ゲイン異
常、出力一定値異常、出力ゼロ異常）を特定することが
できる。

【００３３】更に、圧力センサ５の経年変化やセンサ回
路の劣化等により、出力特性（コモンレール圧力- 出力
電圧特性）がシフトした異常の場合には、換算係数が補
正されるので、車両の運転を続けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る燃料噴射システムのブ
ロック図である。

【図２】その燃料噴射システムの異常判定に係る作動を
示すフローチャートである。

【図３】正常なコモンレール圧力- 出力電圧特性、およ
び異常なコモンレール圧力- 出力電圧特性を示すグラフ
である。

【符号の説明】

３ インジェクタ ４ 高圧供給ポンプ（サプライポンプ） ５ 圧力センサ ６ プレッシャーリミッタ ７ エンジン制御手段 ９ コモンレール ４０ 吐出量制御装置 ５０ コモンレール圧力- 出力電圧特性（圧力センサの
正常特性） ５１〜５４ コモンレール圧力- 出力電圧特性（圧力セ
ンサの実特性）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 BA13 BA14 BA15 DA30 FA18 FA33 3G301 HA04 JB01 KA11 LB06 LB11 LB13 LC01 MA11 MA18 MA28 NE17 NE23 PA17Z PB03Z PB05Z PB08Z PE01Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴射制御用電磁弁の開弁によって、コモ
   ンレールからエンジンの各気筒に燃料を噴射する複数の
   インジェクタと、 燃料を圧縮するとともに、圧縮燃料の前記コモンレール
   への吐出量を調整する吐出量制御手段を有するサプライ
   ポンプと、 コモンレール圧力に対応するセンサ出力を送出する圧力
   センサと、 コモンレール圧力が制限値を越えると機械的に開弁する
   プレッシャーリミッタと、 エンジンの運転状態と前記センサ出力から換算されるコ
   モンレール圧力とに基づいて、各噴射制御用電磁弁、お
   よび前記サプライポンプの前記吐出量制御手段を制御す
   るエンジン制御手段とを備える燃料噴射システムにおい
   て、 前記プレッシャーリミッタが作動して開弁する直前のセ
   ンサ出力と、前記プレッシャーリミッタの開弁後に一定
   値に収束したセンサ出力とに基づいて前記圧力センサの
   異常を判定する異常判定手段を設けたことを特徴とする
   燃料噴射システム。
2. 【請求項２】 前記プレッシャーリミッタの作動は、通
   常モード時にコモンレール圧力が前記制限値を越えた場
   合や、異常判定モードの選択によって、エンジン制御手
   段が前記コモンレールへの圧力指令値を前記制限値を越
   える値に設定した場合である請求項１記載の燃料噴射シ
   ステム。
3. 【請求項３】 前記異常判定手段は、前記コモンレール
   圧力が、前記制限値および前記一定値になった時の各セ
   ンサ出力に基づいて導き出される前記圧力センサの実特
   性と、前記圧力センサの正常特性との差異から前記圧力
   センサの異常およびその種別を判定することを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の燃料噴射システム。
4. 【請求項４】 前記圧力センサの異常が補正可能な種別
   の場合には、センサ出力値をコモンレール圧力に換算す
   る換算係数を前記差異に基づいて補正することを特徴と
   する請求項３記載の燃料噴射システム。