JP2003293835A

JP2003293835A - 蓄圧式燃料噴射システム

Info

Publication number: JP2003293835A
Application number: JP2002103434A
Authority: JP
Inventors: Kanehito Nakamura; 兼仁中村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】吸入調量弁の開弁異常によるサプライポンプ
の過剰圧送を要因とするシステム内の異常高圧時のサプ
ライポンプの性能劣化を防止することのできるコモンレ
ール式燃料噴射システムを提供する。【解決手段】エンジン回転数がアイドル回転数よりも
低速で、且つコモンレール圧（ＰＣ）が高圧の低速高圧
状態が長時間継続すると、サプライポンプの性能が劣化
する可能性がある。そこで、エンジンの再始動時に、ダ
イアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされ
ている時には、スタータ通電回路のスタータリレーをＯ
ＦＦすることで、エンジンをアイドル回転数よりも低速
のクランキング回転速度で回さないようにしている。し
たがって、低速高圧状態が長時間継続することはないの
で、サプライポンプの性能劣化が進行し難くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サプライポンプに
よって加圧圧送された高圧燃料をコモンレール内に蓄圧
すると共に、コモンレール内に蓄圧された高圧燃料をイ
ンジェクタを介してエンジンの各気筒内に噴射供給する
蓄圧式燃料噴射システムに関するもので、特にコモンレ
ール内の燃料圧力が限界設定圧力を超えた際に開弁して
コモンレール内の燃料圧力を限界設定圧力以下に抑える
ためのプレッシャリミッタを備えた蓄圧式燃料噴射シス
テムに係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンにより回転駆動され
るサプライポンプによってコモンレール内に高圧燃料を
加圧圧送して蓄圧すると共に、そのコモンレール内に蓄
圧された高圧燃料を、エンジンの各気筒毎に搭載された
複数個の電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）に分配し、
これらのインジェクタからエンジンの各気筒内へ高圧燃
料を噴射供給する蓄圧式燃料噴射システムが公知であ
る。ここで、サプライポンプの加圧室に至る燃料流路に
は、加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整すること
で、サプライポンプの加圧室からコモンレールへの高圧
燃料の圧送量を変更する吸入調量弁（ＳＣＶ）が設けら
れている。なお、吸入調量弁としては、通電停止時に弁
開度が全開となるノーマリオープンタイプ（常開型）の
電磁弁が採用されている。

【０００３】また、吸入調量弁を駆動するポンプ駆動信
号送信用のワイヤハーネスの断線故障によって吸入調量
弁が全開異常になると、エンジンにより回転駆動される
サプライポンプが高圧燃料を過剰圧送することになる。
この場合には、サプライポンプの加圧室よりコモンレー
ルを経て各気筒のインジェクタの油溜まりまでの高圧配
管経路、特にコモンレール内の燃料圧力が限界設定圧力
を超える可能性がある。このような吸入調量弁の全開異
常によるサプライポンプの過剰圧送等のシステム内の異
常高圧に備えて、コモンレール内の燃料圧力が限界設定
圧力を超えた際に開弁するプレッシャリミッタ（圧力安
全弁）を、コモンレールに取り付けることで、蓄圧式燃
料噴射システムの信頼性を保証していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の蓄圧
式燃料噴射システムにおいては、吸入調量弁の全開異常
によるサプライポンプの過剰圧送等のシステム内の異常
高圧時に、コモンレール内の燃料圧力が限界設定圧力を
超えて、プレッシャリミッタが開弁した後、車両の通行
帯上でのエンストに至る可能性がある。そこで、車両を
不完全ながらリンプホームさせる目的で、プレッシャリ
ミッタに、コモンレール内の燃料圧力を、レギュレート
圧に維持することが可能な圧力レギュレート機能を追加
することも考えられる。

【０００５】しかし、エンジンが停止した後の再始動
時、特にエンジン回転数が２００ｒｐｍ程度の場合に、
レギュレート流量の不足により、レギュレート圧（例え
ば５０ＭＰａ）に維持できず、コモンレール圧がプレッ
シャリミッタの開弁圧と閉弁圧とをハンチングする。こ
のエンジン回転速度が低速で、且つコモンレール圧が高
圧の低速高圧状態が長時間継続すると、サプライポンプ
の性能が劣化するという課題がある。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的は、高圧供給ポンプの過剰
圧送によるシステム内の異常高圧時の高圧供給ポンプの
性能劣化を防止することのできる蓄圧式燃料噴射システ
ムを提供することにある。また、高圧供給ポンプの過剰
圧送等のポンプ故障と燃料圧力センサの出力異常等のセ
ンサ故障とを分けて異常診断することのできる蓄圧式燃
料噴射システムを提供することにある。

【０００７】

【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、高圧供給ポンプの過剰圧送によるシステム内の
異常高圧を検出した際に、その異常診断内容を異常内容
記憶手段に記憶すると共に、異常内容記憶手段によって
記憶された異常診断内容が解消されない間は、エンジン
の始動または再始動を禁止することにより、アイドル回
転速度よりも低いクランキング回転速度で高圧供給ポン
プがエンジンにより回転駆動されることはなく、高圧供
給ポンプの過剰圧送によるシステム内の異常高圧時の高
圧供給ポンプの性能劣化を防止することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、圧力安全
弁に、蓄圧容器内の燃料圧力を、レギュレート圧に維持
することが可能な圧力レギュレート機能を備えたことに
より、エンジン回転速度がアイドル回転速度以上であれ
ば、車両を不完全ながら継続走行またはリンプホームさ
せることができる。

【０００９】請求項３および請求項４に記載の発明によ
れば、高圧供給ポンプには、燃料流路を経て流入した燃
料を加圧する加圧室、および燃料流路の開度に応じて加
圧室から蓄圧容器内へ吐出される吐出量を調整する流量
制御弁が設けられている。そして、その流量制御弁は、
通電停止時に弁開度が全開となる常開型の電磁弁である
ため、流量制御弁を駆動するポンプ駆動信号送信用のワ
イヤハーネスの断線故障が生じたり、あるいは流量制御
弁の内蔵部品の断線故障が生じたり、あるいは流量制御
弁を制御するコンピュータの出力異常または流量制御弁
を駆動する駆動信号の出力異常が生じたり、あるいは流
量制御弁の弁体と弁座との間に異物が噛み込んだりする
と、流量制御弁の全開異常が発生することにより高圧供
給ポンプが高圧燃料を過剰圧送するので、システム内が
異常高圧となる。

【００１０】請求項５に記載の発明によれば、蓄圧容器
内の燃料圧力が、限界設定圧力よりも低い所定値以上に
上昇した際に、蓄圧容器内の異常高圧を検出するか、ま
たは圧力安全弁の開弁後であることを推定するための燃
料圧力センサを設けている。そして、燃料圧力センサの
出力異常を診断するか、または燃料圧力センサの検出信
号を入力するコンピュータの入力異常を診断する故障診
断装置を設けている。そして、高圧供給ポンプの過剰圧
送等のポンプ故障と燃料圧力センサの出力異常等のセン
サ故障とを分けて異常診断することができ、故障診断装
置によって燃料圧力センサの出力異常またはコンピュー
タの入力異常が診断された場合には、エンジンを再始動
させることもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】［実施例の構成］発明の実施の形
態を実施例に基づき図面を参照して説明する。ここで、
図１はコモンレール式燃料噴射システムの全体構造を示
した図である。

【００１２】本実施例のコモンレール式燃料噴射システ
ムは、多気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エ
ンジンと言う）１の各気筒に噴射供給する燃料噴射圧力
に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器としてのコモン
レール２と、このコモンレール２内に蓄圧された高圧燃
料をエンジン１の各気筒内に噴射供給する電磁式燃料噴
射弁としての複数個（本例では４個）のインジェクタ４
と、吸入した燃料を加圧してコモンレール２内に圧送す
る吸入調量型のサプライポンプ５と、各気筒のインジェ
クタ４およびサプライポンプ５を電子制御する電子制御
ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。

【００１３】コモンレール２には、連続的に燃料噴射圧
力に相当する高い圧力が蓄圧される必要があり、そのた
めにコモンレール２に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管
１１を介してサプライポンプ５から供給されている。な
お、コモンレール２から燃料タンク７へ燃料をリリーフ
するリリーフ配管１２には、コモンレール圧が限界設定
圧力を超えることがないように、圧力を逃がすためのプ
レッシャリミッタ３が取り付けられている。

【００１４】プレッシャリミッタ３は、システム内の燃
料圧力、すなわち、コモンレール２内の燃料圧力（所謂
コモンレール圧）が限界設定圧力を超えた際に開弁し
て、システム内の燃料圧力を限界設定圧力以下に抑える
ための圧力安全弁である。このプレッシャリミッタ３
は、コモンレール２の図示左端部とリリーフ配管１２の
図示上端側の端部との間に液密的に接続される略円筒状
のハウジング、このハウジングの先端側（コモンレール
２側）に固定されるバルブボディ（弁本体）、このバル
ブボディに形成された弁孔を開閉するバルブニードル
（弁体）、このバルブニードルが弁座に着座する側（閉
弁方向）に所定の付勢力で付勢するスプリング等から構
成されている。そして、ボールバルブのシート径とスプ
リングのセット荷重とでプレッシャリミッタ３の開弁圧
が決定されている。

【００１５】なお、プレッシャリミッタ３は、コモンレ
ール圧が限界設定圧力を超えた際に開弁した後に、コモ
ンレール圧が所定値以下に低下すると閉弁してしまう
が、プレッシャリミッタ３に圧力レギュレート機能を備
えるようにしても良い。この場合、プレッシャリミッタ
３は、一旦開弁した後に、サプライポンプ５が過剰圧送
する等のシステム内の異常高圧時に車両を退避走行（リ
ンプホーム）させる目的で、車両を継続走行させるのに
必要な圧力（レギュレート圧）を維持できるように閉弁
圧を規制する。

【００１６】また、車両をリンプホームさせるために
は、車両を継続走行させる時の燃料圧力を、インジェク
タ４の作動圧力よりも高い圧力にしてインジェクタ４か
らエンジン１の各気筒への燃料噴射を可能にし、且つエ
ンジン振動、車両挙動、異音やノッキング等の発生しな
い低い圧力にして、不完全ながらも安定した走行状態を
確保する必要がある。この燃料圧力をレギュレート圧と
すると、このレギュレート圧は、バルブニードルの外径
とバルブニードルを閉弁方向に付勢するスプリングの付
勢力とで決まる。すなわち、プレッシャリミッタ３の開
弁圧を決めるバルブニードルのシート径の二乗比で閉弁
圧は規制される。ここで、プレッシャリミッタ３の開弁
後の、プレッシャリミッタ３にレギュレート機能が有る
場合のコモンレール圧の推移を、図２（ａ）に示し、プ
レッシャリミッタ３にレギュレート機能が無い場合のコ
モンレール圧の推移を、図２（ｂ）に示す。

【００１７】エンジン１の各気筒毎に搭載されたインジ
ェクタ４は、コモンレール２より分岐する複数の分岐管
１３の下流端に接続され、噴射孔を開閉するノズルニー
ドルを収容する燃料噴射ノズル、ノズルニードルを開弁
方向に駆動する電磁式アクチュエータ、およびノズルニ
ードルを閉弁方向に付勢するスプリング等の付勢手段等
により構成されている。

【００１８】これらのインジェクタ４からエンジン１へ
の燃料噴射は、ノズルニードルと一体的に動作するコマ
ンドピストンの背圧制御室内の燃料圧力を制御する電磁
式アクチュエータとしての噴射制御用電磁弁（図示せ
ず：以下電磁弁と略す）への通電および通電停止（ＯＮ
／ＯＦＦ）により電子制御される。つまり、各気筒のイ
ンジェクタ４の電磁弁が開弁している間、コモンレール
２内に蓄圧された高圧燃料がエンジン１の各気筒内に噴
射供給される。ここで、インジェクタ４からのリーク燃
料または背圧制御室からの排出燃料（リターン燃料）
は、燃料還流路１８から燃料還流路１９を経て燃料タン
ク７に還流するように構成されている。

【００１９】サプライポンプ５は、吸入した燃料を加圧
して吐出口からコモンレール２へ高圧燃料を吐出する高
圧供給ポンプである。このサプライポンプ５は、エンジ
ン１のクランク軸（クランクシャフト）１４の回転に伴
ってポンプ駆動軸１５が回転することで燃料タンク７内
の燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ（低圧供給ポ
ンプ：図示せず）と、ポンプ駆動軸１５により回転駆動
されるカム（図示せず）と、このカムにより上死点と下
死点との間を往復運動するように駆動される１個以上の
プランジャ（図示せず）と、１個以上のプランジャが１
個以上のシリンダ内を往復摺動することにより、燃料流
路を経て吸入された燃料を加圧する１個以上の加圧室
（プランジャ室：図示せず）と、この加圧室内の燃料圧
力が所定値以上に上昇すると開弁する１個以上の吐出弁
とを有している。

【００２０】また、サプライポンプ５には、内部の燃料
温度が高温にならないように、リークポートが設けられ
ており、サプライポンプ５からのリーク燃料は、燃料還
流路１７から燃料還流路１９を経て燃料タンク７に還流
するように構成されている。このサプライポンプ５の加
圧室へ燃料を流入させるための燃料流路には、その燃料
流路の開口度合（開度）を調整するすることで、サプラ
イポンプ５からコモンレール２への燃料の吐出量（ポン
プ吐出量、ポンプ圧送量）を変更する電磁式アクチュエ
ータ（ポンプ吐出量可変手段、ポンプ圧送量可変手段）
としての吸入調量型の電磁弁（ＳＣＶ：以下吸入調量弁
と言う）６が取り付けられている。

【００２１】吸入調量弁６は、図示しないポンプ駆動回
路を介してＥＣＵ１０からのポンプ駆動信号によって電
子制御されることにより、サプライポンプ５の加圧室内
に吸入される燃料の吸入量を調整するポンプ流量制御弁
で、各インジェクタ４からエンジン１の各気筒内へ噴射
供給する燃料噴射圧力に相当するコモンレール圧を変更
する。その吸入調量弁６は、通電が停止されると弁状態
が全開状態となるノーマリオープンタイプ（常開型）の
電磁弁である。

【００２２】ＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行
うＣＰＵ、各種の制御プログラムおよびデータを保存す
るＲＯＭやスタンバイＲＡＭ（異常内容記憶手段）等の
メモリ、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ
駆動回路およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成さ
れる周知の構造のマイクロコンピュータが設けられてい
る。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変
換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入
力されるように構成されている。また、ＥＣＵ１０に
は、エンジン１を始動させるエンジン始動装置としての
スタータを通電するスタータ通電回路が接続されてい
る。

【００２３】また、ＥＣＵ１０は、エンジンキーをシリ
ンダ内に差し込んでＳＴ位置まで回すと、図示しないス
タータスイッチがオン（ＯＮ）して、スタータ通電回路
のスタータリレーをオン（ＯＮ）する。これにより、エ
ンジン１がクランキングされて始動する。ＥＣＵ１０
は、エンジンキーをＳＴ位置まで回して、スタータスイ
ッチがＯＮすると、あるいはエンジン１をクランキング
させた後に、エンジンキーをＩＧ位置に戻して、図示し
ないイグニッションスイッチがオン（ＯＮ）すると、メ
モリ内に格納された制御プログラムに基づいて、例えば
インジェクタ３の電磁弁、サプライポンプ５の吸入調量
弁６およびスタータ通電回路のスタータリレー等の各制
御部品のアクチュエータを電子制御するように構成され
ている。

【００２４】そして、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転
条件および運転状態に応じた最適な指令噴射時期および
指令噴射量を決定する噴射量、噴射時期決定手段と、エ
ンジン１の運転条件および指令噴射量に応じた噴射期間
を決定する噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動回路
（ＥＤＵ）を介して各インジェクタ４の電磁弁を通電す
るインジェクタ駆動手段とを備えている。すなわち、Ｅ
ＣＵ１０は、回転速度センサ２１によって検出されたエ
ンジン回転速度（以下エンジン回転数と言う：ＮＥ）と
アクセル開度センサ２２によって検出されたアクセル開
度（ＡＣＣＰ）とに応じて基本噴射量を算出し、この基
本噴射量に冷却水温センサ２３や燃料温度センサ２４等
の検出値を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量
（ＱＦＩＮ）を算出し、コモンレール圧（ＰＣ）と指令
噴射量（ＱＦＩＮ）とに応じて噴射指令パルス時間（噴
射期間：ＴＱ）を算出し、その噴射指令パルス時間（Ｔ
Ｑ）に対応したインジェクタ（ＩＮＪ）噴射指令パルス
を各気筒のインジェクタ４の電磁弁に印加するように構
成されている。これにより、エンジン１が運転される。

【００２５】そして、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転
条件および運転状態に応じた最適な燃料噴射圧力に相当
するコモンレール圧を演算し、図示しないポンプ駆動回
路を介してサプライポンプ５の吸入調量弁６を駆動する
吐出量制御手段を有している。これは、エンジン回転数
（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とに応じて目標噴
射圧力（目標コモンレール圧：Ｐｔ）を算出し、この目
標コモンレール圧（Ｐｔ）を達成するために、吸入調量
弁６へのポンプ駆動信号（駆動電流値、ＳＣＶ通電値）
を調整して、サプライポンプ５より吐出される燃料の圧
送量（ポンプ吐出量、ポンプ圧送量）を制御するように
構成されている。

【００２６】さらに、より好ましくは、燃料噴射量の制
御精度を向上させる目的で、燃料圧力検出手段としての
燃料圧力センサ２５によって検出されるコモンレール圧
（ＰＣ）がエンジン運転情報に応じて設定される目標コ
モンレール圧（Ｐｔ）と略一致するようにフィードバッ
ク制御を行うことが望ましい。なお、吸入調量弁（ＳＣ
Ｖ）６への駆動電流値の制御は、デューティ（ＤＵＴ
Ｙ）制御により行うことが望ましい。単位時間当たりの
ポンプ駆動信号のオン／オフの割合（通電時間割合・デ
ューティ比）を調整して吸入調量弁６の弁開度を変化さ
せるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル
制御が可能になる。

【００２７】ここで、本実施例では、回転速度センサ２
１、アクセル開度センサ２２および燃料圧力センサ２５
を用いて指令噴射量（ＱＦＩＮ）、指令噴射時期、目標
コモンレール圧（Ｐｔ）を演算するようにしているが、
運転条件検出手段としての冷却水温センサ２３および燃
料温度センサ２４、その他のセンサ類（例えば吸気温セ
ンサ、吸気圧センサ、気筒判別センサ、噴射時期センサ
等）からの検出信号を加味して指令噴射量（ＱＦＩ
Ｎ）、指令噴射時期、目標コモンレール圧（Ｐｔ）を補
正するようにしても良い。

【００２８】［実施例の制御方法］次に、本実施例のコ
モンレール式燃料噴射システムの制御方法を図１ないし
図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図３はダイア
グノーシスフラグの設定方法を示したフローチャート
で、図４はポンプ性能保護処理方法を示したフローチャ
ートである。

【００２９】エンジンキーをシリンダ内に差し込んでＳ
Ｔ位置まで回すと、スタータ通電回路のスタータリレー
がＯＮする。これにより、スタータが通電されるため、
エンジン１がクランキング回転速度（例えば２００ｒｐ
ｍ）で回されて始動する。その後に、エンジンキーをＩ
Ｇ位置に戻して、イグニッションスイッチがＯＮする
と、図３のサブルーチンが起動する。この図３のサブル
ーチンは、所定時間（例えば１０〜４０°ＣＡ）毎に実
施される。また、エンジン停止時や所定時間（例えば１
０秒間）経過時に実施しても良い。

【００３０】なお、燃料圧力センサ２５のセンサ出力履
歴フラグであるダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）
は、例えばサプライポンプ５の吸入調量弁６の電磁コイ
ルの断線故障または吸入調量弁６を駆動する駆動信号送
信用のワイヤハーネスの断線故障を修理した後に、修理
作業者が専用のスイッチ（例えば既存スイッチの長押し
や複数の既存スイッチの同時押し等）をＯＮした時に０
にリセット（解除）される。また、ＥＣＵ１０自身が何
らかのダイアグ解除情報を得たら、ダイアグノーシスフ
ラグ（ＦＤＩＡＧ）を０にリセット（解除）するように
しても良い。

【００３１】先ず、燃料圧力センサ２５の出力信号であ
るコモンレール圧（ＰＣ）を取り込む（ステップＳ
１）。次に、コモンレール圧（ＰＣ）が所定値（例えば
１５０〜１５５ＭＰａ：ＰＨ）を超えているか否かを判
定する（ステップＳ２）。この判定結果がＮＯの場合、
つまりコモンレール圧（ＰＣ）が所定値（ＰＨ）以下の
場合には、ステップＳ１以下の処理を所定時間毎に繰り
返す。

【００３２】また、ステップＳ２の判定結果がＹＥＳの
場合、つまりコモンレール圧（ＰＣ）が所定値（ＰＨ）
を超えている場合には、今回のエンジン運転時にプレッ
シャリミッタ３が開弁したと判断して、故障診断内容で
あるダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）を１にセッ
トし、エンジンキーをＯＦＦ位置またはＡＣＣ位置に戻
してイグニッションスイッチをＯＦＦしても消去されな
い記憶媒体であるスタンバイＲＡＭ等のメモリに記憶す
る（ステップＳ３）。その後に、ステップＳ１以下の処
理を所定時間毎に繰り返す。

【００３３】なお、ステップＳ３でダイアグノーシスフ
ラグ（ＦＤＩＡＧ）を１にセットする時には、サプライ
ポンプ５の吸入調量弁６の開弁故障によるサプライポン
プ５の過剰圧送を要因とするシステム異常高圧またはプ
レッシャリミッタ３の開弁による燃料抜け（圧力低下）
等の可能性があるため、運転者（ドライバー）に注意を
促す目的で異常警告灯等のインジケータランプを点灯す
ると共に、リンプホームを実現させる目的で車両を継続
走行させるために、エンジン出力を制限する等のフェイ
ルセーフを直ちに実施するようにしても良い。

【００３４】また、エンジンキーをＩＧ位置からＯＦＦ
位置またはＡＣＣ位置に一旦戻して再度エンジン始動す
る目的で、エンジンキーをＳＴ位置に回すと、スタータ
スイッチがＯＮする。スタータスイッチがＯＮすると、
図４の制御ルーチンが起動する。この図４のメインルー
チンは、エンジンキーをＳＴ位置に回す毎に実施され
る。

【００３５】先ず、エンジン始動時であるか否かを判定
する（ステップＳ１１）。この判定結果がＮＯの場合に
は、図４の制御ルーチンを抜ける。また、ステップＳ１
１の判定結果がＹＥＳの場合には、ダイアグノーシスフ
ラグ（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされているか否かを判
定する（ステップＳ１２）。この判定結果がＮＯの場合
には、燃料圧力センサ２５の出力信号であるコモンレー
ル圧（ＰＣ）を取り込む（ステップＳ１３）。

【００３６】次に、コモンレール圧（ＰＣ）が通常使用
する電圧範囲の最大値４．５Ｖよりも大きい所定値以上
であるか否かを判定する。あるいはコモンレール圧（Ｐ
Ｃ）が通常使用する電圧範囲の最大値０．５Ｖよりも小
さい所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１
４）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１６
に進む。

【００３７】また、ステップＳ１４の判定結果がＹＥＳ
の場合には、燃料圧力センサ２５のセンサ故障と判断し
て、スタータリレーをＯＮする（ステップＳ１５）。こ
れにより、スタータが通電されてエンジン１がクランキ
ングされ、エンジン１が始動する。その後に、図４の制
御ルーチンを抜ける。ここで、例えば燃料圧力センサ２
５の故障とサプライポンプ５の過剰圧送を要因とするシ
ステム内の異常高圧とを、インジケータランプや音声ガ
イド等の表示手段により別々に表示するようにしても良
い。

【００３８】また、ステップＳ１２の判定結果がＹＥＳ
の場合、すなわち、ダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡ
Ｇ）が１にセットされている場合には、前回のエンジン
運転時に吸入調量弁６の全開故障によりサプライポンプ
５の過剰圧送を要因としてシステム内の燃料圧力が異常
高圧となり、プレッシャリミッタ３が開弁したと判断し
て、サプライポンプ５の性能劣化を防止する目的で、ス
タータリレーをＯＦＦする（ステップＳ１６）。これに
より、エンジン１がクランキングされることはない。そ
の後に、図４の制御ルーチンを抜ける。

【００３９】［実施例の特徴］ここで、サプライポンプ
５のポンプ流量制御弁として、ノーマリオープンタイプ
（常開型）の電磁弁よりなる吸入調量弁６を採用した場
合には、ＥＣＵ１０の出力ポートと吸入調量弁６の電磁
コイルとを結ぶワイヤハーネス（Ｗ／Ｈ）の断線または
吸入調量弁６の電磁コイルの断線またはＥＣＵ１０から
吸入調量弁６へ出力するポンプ駆動信号の異常（出力異
常）等により吸入調量弁６が電気的に全開故障となった
り、あるいは吸入調量弁６の弁体と弁座との間に異物が
噛み込んで吸入調量弁６が機械的に全開故障となったり
すると、サプライポンプ５が過剰圧送（全量圧送）とな
る。

【００４０】そして、サプライポンプ５が過剰圧送とな
ってシステム内の燃料圧力が異常高圧となると、コモン
レール２内の燃料圧力が上昇する。そして、燃料圧力セ
ンサ２５によって検出されるコモンレール圧（ＰＣ）が
所定値（ＰＨ）を超えると、ダイアグノーシスフラグ
（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされ、更に、コモンレール
２内の燃料圧力が限界設定圧力（＝プレッシャリミッタ
３の開弁圧）を超えると、プレッシャリミッタ３が開弁
して、コモンレール２内の高圧燃料をリリーフ配管１２
を経て燃料タンク７に逃がす。これにより、サプライポ
ンプ５の加圧室からコモンレール２を経てインジェクタ
４のシート部までの高圧配管経路（システム）内の燃料
圧力が限界設定圧力以下に抑えられる。

【００４１】そして、吸入調量弁６の全開異常によるサ
プライポンプ５の過剰圧送を要因とするシステム内の異
常高圧時に、コモンレール２内の燃料圧力が限界設定圧
力を超えて、プレッシャリミッタ３が開弁した後、車両
を不完全ながら継続走行またはリンプホームさせるよう
にする。このとき、運転者（ドライバー）がアクセルペ
ダルの踏み込み量を減らした場合、アクセル開度が小さ
くなるために、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度
（ＡＣＣＰ）とに応じて設定される指令噴射量（ＱＦＩ
Ｎ）が減り、エンジン回転数（ＮＥ）が下がる。

【００４２】そして、エンジン回転数（ＮＥ）が下がる
と、サプライポンプ５からコモンレール２内へ吐出され
るポンプ圧送量も少なくなるので、コモンレール２内の
燃料圧力が下がり、プレッシャリミッタ３の閉弁圧にな
る。このとき、ドライバーがアクセルペダルの踏み込み
量を増やすと、アクセル開度が大きくなるために、指令
噴射量（ＱＦＩＮ）が増え、エンジン回転数（ＮＥ）が
上がる。すると、サプライポンプ５からコモンレール２
内へ吐出されるポンプ圧送量が多くなるので、コモンレ
ール２内の燃料圧力が上がり、プレッシャリミッタ３の
開弁圧以上になる。

【００４３】したがって、プレッシャリミッタ３が開弁
と閉弁とを繰り返すことにより、コモンレール２内の燃
料圧力が不安定となるので、エンジン１の回転が不安定
となるという問題がある。そこで、プレッシャリミッタ
３に、コモンレール２内の燃料圧力を、車両を不完全な
がら継続走行またはリンプホームさせるのに必要なレギ
ュレート圧（例えば５０ＭＰａ）に維持することが可能
な圧力レギュレート機能を追加することで、エンジン回
転数がアイドル回転数以上に保たれ、車両を不完全なが
ら継続走行またはリンプホームさせることができる。

【００４４】以上のように、吸入調量弁６が機械的また
は電気的に全開故障となってサプライポンプ５が過剰圧
送となり、システムが異常高圧であると判断した場合に
は、プレッシャリミッタ３の開弁後の燃料圧力をレギュ
レート圧に維持することで、車両の通行帯上のエンスト
を回避して、例えばエンジン出力を制限する等のフェイ
ルセーフを実施しながら、最低限度の走行性能を確保し
て車両の継続走行を実施するようにしても良い。しか
し、エンジン１が停止した後の再始動時、特にエンジン
回転数（ＮＥ）が２００ｒｐｍ程度の場合、図５（ｂ）
のグラフおよび図６のグラフに示したように、レギュレ
ート流量（∝ＮＥ）の不足によりレギュレート圧に維持
できず、コモンレール圧がプレッシャリミッタ３の開弁
圧と閉弁圧とをハンチングする場合がある。

【００４５】このエンジン回転数がアイドル回転数より
も低速で、且つコモンレール圧（ＰＣ）が高圧の低速高
圧状態が長時間継続すると、サプライポンプ５の性能が
劣化する可能性がある。この理由は、コモンレール圧と
エンジン回転数とサプライポンプ５の使用可能範囲との
関係を示した図５（ａ）のグラフからも分かるように、
サプライポンプ５のカム軸の摺接部とプランジャの摺接
部との間に、通常はオイル潤滑膜が形成されているもの
が、低速高圧時にはそのオイル潤滑膜を作り難いからで
ある。また、高速高圧時には、そのオイル潤滑膜が切れ
易いので、上記の摺動部の摩耗や発熱による焼き付き等
が生じ易くなり、サプライポンプ５の性能劣化が進行し
易くなる。

【００４６】そこで、本実施例では、エンジン１の再始
動時に、ダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）が１に
セットされている時、あるいは燃料圧力センサ２５の出
力異常（故障）の時には、ドライバーがエンジンキーを
ＳＴ位置まで回しても、スタータ通電回路のスタータリ
レーをＯＦＦすることで、エンジン１をアイドル回転数
よりも低速のクランキング回転速度で回さないようにし
ている。したがって、エンジン１がクランキングされる
ことはなく、これにより、低速高圧状態が長時間継続す
ることはあり得ないので、サプライポンプ５の性能劣化
が進行し難くなる。

【００４７】また、吸入調量弁６の開弁故障によるサプ
ライポンプ５の過剰圧送を要因とするシステム内の異常
高圧（ポンプ故障）と燃料圧力センサ２５の出力異常等
のセンサ故障とを分けて異常診断することができるの
で、センサ故障のみの場合には、例えばエンジン回転数
（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とによって設定さ
れる目標コモンレール圧（Ｐｔ）を燃料圧力センサ２５
によって検出されるコモンレール圧（ＰＣ）の代用値と
して使用し、この代用値と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とに
応じて噴射指令パルス時間（ＴＱ）を算出し、エンジン
１を始動させるようにしても良い。

【００４８】［変形例］本実施例では、燃料圧力センサ
２５をコモンレール２に直接取り付けて、コモンレール
２内に蓄圧される燃料圧力（コモンレール圧）を検出す
るようにしているが、燃料圧力センサ２５をサプライポ
ンプ５のプランジャ室（加圧室）からインジェクタ４内
の燃料通路までの間の高圧配管経路を形成する燃料配管
等に取り付けて、サプライポンプ５の加圧室より吐出さ
れた燃料圧力を検出するようにしても良い。

【００４９】本実施例では、吸入調量弁６の弁開度がそ
の吸入調量弁６の電磁コイルへの通電を停止した時に全
開状態となるノーマリオープンタイプ（常開型）の電磁
弁を用いたが、吸入調量弁６の弁開度がその電磁コイル
を通電した時に全開状態となるノーマリクローズタイプ
（常閉型）の電磁弁を用いても良い。この場合の吸入調
量弁６の全開異常時、つまりサプライポンプ５が高圧燃
料を過剰圧送する時、あるいはコモンレール２の蓄圧室
内の圧力の異常上昇を検出した時とは、ＥＣＵ１０また
はポンプ駆動回路（ＥＤＵ）からの制御電圧の過大異常
時が考えられる。

【００５０】本実施例では、吸入調量弁６の開弁故障に
よるサプライポンプ５の過剰圧送（全量圧送）を要因と
するシステム内の異常高圧を判定する所定値（ＰＨ）
を、コモンレール式燃料噴射システムにおいて通常使用
する範囲の最大値（例えば１４５ＭＰａ）よりも大き
く、且つ限界設定圧力に相当するプレッシャリミッタ３
の開弁圧（例えば１６０ＭＰａ）よりも小さい所定圧力
値（例えば１５０〜１５５ＭＰａ）に設定しているが、
システム内の異常高圧を判定する所定圧力値（ＰＨ）
を、燃料圧力センサ２５の出力特性のバラツキ（例えば
±５ＭＰａ）またはプレッシャリミッタ３の開弁特性の
バラツキ（例えば±５ＭＰａ）に応じて各車両毎または
各エンジン毎に設定するようにしても良い。この場合に
は、１５５ＭＰａが最も望ましい所定圧力値（ＰＨ）と
なる。

【００５１】本実施例では、異常内容記憶手段としてス
タンバイＲＡＭを用いたが、スタンバイＲＡＭを用いず
に、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ等
の不揮発性メモリ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、あ
るいはフレキシブル・ディスクのような他の記憶媒体を
用いて、吸入調量弁６の全開異常によるサプライポンプ
５の過剰圧送、すなわち、サプライポンプ５の過剰圧送
によるシステム内の異常高圧等の異常診断内容を記憶す
るようにしても良い。この場合にも、イグニッションス
イッチをオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）した後、あるいはエンジ
ンキーをキーシリンダより抜いた後も、記憶した異常診
断内容は保存される。

【図面の簡単な説明】

【図１】コモンレール式燃料噴射システムの全体構造を
示した概略図である（実施例）。

【図２】（ａ）は圧力レギュレート機能有りのコモンレ
ール圧の推移を示したタイミングチャートで、（ｂ）は
圧力レギュレート機能無しのコモンレール圧の推移を示
したタイミングチャートである（実施例）。

【図３】ダイアグノーシスフラグの設定方法を示したフ
ローチャートである（実施例）。

【図４】ポンプ性能保護処理方法を示したフローチャー
トである（実施例）。

【図５】（ａ）はポンプ使用可能範囲を示したグラフ
で、（ｂ）はプレッシャリミッタのレギュレート特性を
示したグラフである。

【図６】コモンレール圧とレギュレート流量（∝ＮＥ）
との関係を示したグラフである。

【符号の説明】

１エンジン２コモンレール（蓄圧容器）３プレッシャリミッタ（圧力安全弁）４インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）５サプライポンプ（高圧供給ポンプ）６吸入調量弁（流量制御弁）１０ＥＣＵ（エンジン制御手段、異常内容記憶手段、
異常高圧検出手段、故障診断装置、コンピュータ）２５燃料圧力センサ

フロントページの続きＦターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC01 AC09 AD12 BA00 BA29 CA04U CD29 CE22 DA06 DB02 DC04 DC09 DC14 DC15 DC18 DC26 3G084 AA01 BA13 BA14 BA15 DA26 DA27 DA30 DA31 DA33 EA11 EB06 EB11 EB24 EC06 FA10 FA11 FA20 FA33 FA36 FA39 3G301 HA02 JB01 JB03 JB08 JB09 JB10 LB13 LB17 LC01 MA11 NA08 NB11 NC01 NC08 ND01 ND41 PA07Z PB01Z PB05Z PB08A PB08B PE01Z PE05Z PE08Z PF03Z PF16Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンにより回転駆動される高圧供給ポ
ンプによって加圧圧送された高圧燃料を蓄圧容器内に蓄
圧すると共に、前記蓄圧容器内に蓄圧された高圧燃料を
燃料噴射弁を介して前記エンジンの各気筒内に噴射供給
する蓄圧式燃料噴射システムであって、前記蓄圧容器内の燃料圧力が限界設定圧力を超えた際に
開弁して、前記蓄圧容器内の燃料圧力を限界設定圧力以
下に抑えるための圧力安全弁を備えた蓄圧式燃料噴射シ
ステムにおいて、（ａ）前記高圧供給ポンプの過剰圧送によるシステム内
の異常高圧を検出する異常高圧検出手段と、（ｂ）この異常高圧検出手段によって前記高圧供給ポン
プの過剰圧送によるシステム内の異常高圧を検出した際
に、その異常診断内容を記憶する異常内容記憶手段と、（ｃ）この異常内容記憶手段によって記憶された前記異
常診断内容が解消されない間は、前記エンジンの始動ま
たは再始動を禁止するエンジン制御手段とを備えたこと
を特徴とする蓄圧式燃料噴射システム。
【請求項２】請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射システム
において、前記圧力安全弁は、前記蓄圧容器内の燃料圧力を、車両
を不完全ながら継続走行またはリンプホームさせるのに
必要なレギュレート圧に維持することが可能な圧力レギ
ュレート機能を有することを特徴とする蓄圧式燃料噴射
システム。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の蓄圧式燃
料噴射システムにおいて、前記高圧供給ポンプは、燃料流路を経て流入した燃料を
加圧する加圧室、および前記燃料流路の開度に応じて前
記加圧室から前記蓄圧容器内へ吐出される吐出量を調整
する流量制御弁を有し、前記流量制御弁は、通電停止時に弁開度が全開となる常
開型の電磁弁であることを特徴とする蓄圧式燃料噴射シ
ステム。
【請求項４】請求項３に記載の蓄圧式燃料噴射システム
において、前記異常高圧検出手段は、前記流量制御弁の内蔵部品の
断線故障または前記流量制御弁を駆動する駆動信号送信
用のワイヤハーネスの断線故障を診断するか、あるいは
前記流量制御弁を制御するコンピュータの出力異常また
は前記流量制御弁を駆動する駆動信号の出力異常を診断
する故障診断装置を有することを特徴とする蓄圧式燃料
噴射システム。
【請求項５】請求項１ないし請求項３のうちのいずれか
に記載の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、前記異常高圧検出手段は、前記蓄圧容器内の燃料圧力
が、前記限界設定圧力よりも低い所定値以上に上昇した
際に、前記蓄圧容器内の異常高圧を検出するか、または
前記圧力安全弁の開弁後であることを推定するための燃
料圧力センサ、および前記燃料圧力センサの出力異常を診断するか、ま
たは前記燃料圧力センサの検出信号を入力するコンピュ
ータの入力異常を診断する故障診断装置を有し、前記エンジン制御手段は、前記故障診断装置によって前
記燃料圧力センサの出力異常または前記コンピュータの
入力異常が診断された場合、前記エンジンの始動を可能
とすることを特徴とする蓄圧式燃料噴射システム。