JP2003328830A

JP2003328830A - 蓄圧式燃料噴射装置

Info

Publication number: JP2003328830A
Application number: JP2002135725A
Authority: JP
Inventors: Kosei Hattori; 耕成服部; Hiroaki Nishimaki; 浩明西牧
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】インジェクタ４の制御室からリターン配管１
４、１５、１７へリターンする燃料のリターン背圧の異
常上昇に基づく、エンジン性能の悪化およびサプライポ
ンプ２の信頼性の低下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】インジェクタ４の制御室からリターン配
管１４、１５、１７へリターンする燃料のリターン背圧
の異常上昇を検出した場合には、フルＱガードを実施す
ることにより、指令噴射量が所定値以下に制限され、パ
イロット噴射量およびメイン噴射量も少なくなる。この
場合には、インジェクタ４よりエンジンの気筒内に噴射
供給される燃料の噴射量が従来よりも少なくなるため、
エンジンの排気ガス中の未燃ガスが少なくなり、黒煙濃
度（スモーク排出量）が減り、ひいてはエンジンの排気
ガス性能を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サプライポンプ等
の燃料供給ポンプより吐出された高圧燃料をコモンレー
ル内に蓄圧すると共に、そのコモンレール内に蓄圧され
た高圧燃料を電磁式燃料噴射弁を介してエンジンの気筒
内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディーゼルエンジン用の燃料
噴射システムとして、コモンレール内に蓄圧した高圧燃
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が知られている。この蓄
圧式燃料噴射システムには、主噴射の開始時から安定し
た燃焼を行なって燃焼騒音やエンジン振動の低減、更に
は排気ガス性能の向上を目的として、電磁式燃料噴射弁
としてのインジェクタの電磁弁の駆動をエンジンの圧縮
行程中に複数回実施することにより、エンジントルクと
成り得る主噴射（メイン噴射）の前に複数回の微少の先
立ち噴射（パイロット噴射）を行なう多段噴射（マルチ
噴射）が実施されている。

【０００３】

【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、登坂路走行や熱地走行
等によってインジェクタ内に流入する燃料温度が上昇し
たり、あるいはインジェクタの経時劣化により、インジ
ェクタからリターン配管を介して燃料タンクに還流する
リーク量が増加する場合がある。これ以外にも、ゴミや
異物が侵入してリターン配管が詰まったり、あるいはリ
ターン配管の誤組み付けによりリターン配管内に形成さ
れる燃料還流路の流路断面積が小さくなったりすると、
リターン配管のリターン背圧が異常上昇する可能性があ
る。

【０００４】上記のように、リターン配管のリターン背
圧が異常上昇した場合、パイロット噴射の噴射終了時刻
とメイン噴射の噴射開始時刻との間の実パイロットイン
ターバルが短くなって燃焼騒音が悪化したり、パイロッ
ト噴射量およびメイン噴射量の増加によってスモークが
大量発生したりして、パイロット噴射の効果が低下し、
エンジン性能が悪化するという問題が生じている。ま
た、リターン配管のリターン背圧が異常上昇した場合、
サプライポンプより吐出される燃料の吐出量が低下する
ことにより、コモンレール内の燃料圧力が低下するた
め、サプライポンプの信頼性を低下させてしまうという
問題が生じている。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、燃料噴射弁の制御室か
ら配管へリターンするリターン背圧の異常上昇に基づ
く、エンジン性能の悪化および燃料供給ポンプの信頼性
の低下を防止することのできる蓄圧式燃料噴射装置を提
供することにある。

【０００６】

【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、燃料噴射弁の制御室から配管へリターンするリ
ターン背圧の異常上昇を検出した際に、安全性や信頼性
を高めるためのリターン背圧異常処理を実施することに
より、エンジン性能の悪化および燃料供給ポンプの信頼
性の低下を抑えることができる。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、リターン
背圧の異常上昇を検出した際とは、エンジン負荷が所定
値以下で、且つ目標回転速度を維持するのに必要な噴射
量に制御するアイドリング回転速度制御時に、アイドリ
ング回転速度と目標回転速度との偏差に応じた噴射量補
正量が所定値以上に増大した際であることを特徴として
いる。また、請求項３に記載の発明によれば、リターン
背圧の異常上昇を検出した際とは、エンジン負荷が所定
値以上で、且つ蓄圧容器内の燃料圧力と目標燃料圧力と
の偏差が所定値以上に増大した際であることを特徴とし
ている。

【０００８】請求項４に記載の発明によれば、安全性や
信頼性を高めるためのリターン背圧異常処理を実施する
とは、内燃機関の運転条件または運転状態に応じて設定
される指令噴射量を所定値以下に制限することである。
この場合には、燃料噴射弁より内燃機関の気筒内に噴射
供給される燃料の噴射量が従来よりも少なくなるため、
内燃機関の排気ガス中の未燃ガスが少なくなり、黒煙濃
度（スモーク排出量）が減り、ひいては内燃機関の排気
ガス性能を向上することができる。

【０００９】請求項５に記載の発明によれば、安全性や
信頼性を高めるためのリターン背圧異常処理を実施する
とは、内燃機関の運転条件または運転状態に応じて設定
される目標燃料圧力を所定値以下に制限することであ
る。この場合には、蓄圧容器内の燃料圧力および燃料噴
射弁の制御室内の圧力が従来よりも低くなるため、燃料
噴射弁内に流入する燃料温度が低くなり、また、燃料噴
射弁から配管へ戻される燃料量が少なくなる。これによ
り、燃料噴射弁の制御室から配管へリターンするリター
ン背圧の異常上昇を抑えることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】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。［第１実施例の構成］図１ないし図８は本発明の第１実
施例を示したもので、図１はコモンレール式燃料噴射シ
ステムの全体構成を示した図である。

【００１１】本実施例のコモンレール式燃料噴射システ
ムは、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１と、吸入した燃料を加圧し
て高圧化する燃料供給ポンプ（以下サプライポンプと呼
ぶ）２と、多気筒ディーゼルエンジンの各気筒に取り付
けられたインジェクタ４と、サプライポンプ２の電磁弁
３およびインジェクタ４の電磁弁６を電子制御する電子
制御ユニット（エンジン制御装置：以下ＥＣＵと言う）
１０とを備えている。

【００１２】サプライポンプ２は、エンジンのクランク
シャフトの回転に伴って回転するこで、燃料タンクＴ内
の燃料を燃料フィルターＦを介して汲み上げるフィード
ポンプ（低圧供給ポンプ：図示せず）を内蔵し、このフ
ィードポンプにより吸い出された燃料を加圧して高圧燃
料を圧送する高圧供給ポンプである。このサプライポン
プ２には、コモンレール１内へ吐出される燃料の吐出量
を調整することで、燃料噴射圧力としてのコモンレール
１内の燃料圧力（以下コモンレール圧と言う）を制御す
るための電磁弁３が取り付けられている。なお、電磁弁
３として、弁開度に応じてフィードポンプから加圧室内
に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入調量弁を使用
しても良い。

【００１３】コモンレール１には、連続的に燃料噴射圧
力に相当する高圧燃料が蓄圧される必要があり、そのた
めにコモンレール１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２から供給されている。こ
のコモンレール１の各分岐管には、各インジェクタ４へ
高圧燃料を供給するための燃料噴射管１２が接続されて
いる。また、コモンレール１からのリーク燃料は、リタ
ーン配管１３からリターン配管１５、１７を経て燃料タ
ンクＴへリターンされる。

【００１４】各インジェクタ４および電磁弁６からのリ
ーク燃料、あるいは後記するインジェクタ４の制御室２
０からの排出燃料（リターン燃料）は、リターン配管１
４からリターン配管１５、１７を経て燃料タンクＴへリ
ターンされる。また、サプライポンプ２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２からのリーク燃料は、リタ
ーン配管１６、１７を経て燃料タンクＴにリターンされ
る。なお、コモンレール１内の燃料圧力が限界蓄圧圧力
を超えることがないようにプレッシャリミッタ９からも
圧力を逃がせるように、コモンレール１とリターン配管
１３との間にプレッシャリミッタ９が接続されている。

【００１５】次に、本実施例の背圧制御方式のインジェ
クタ４を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。こ
こで、図２はインジェクタ４の全体構造を示した図で、
図３は電磁弁６の主要構造を示した図である。

【００１６】本実施例の背圧制御方式のインジェクタ４
は、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されて、内部に
ノズルニードル２１を収容する燃料噴射ノズル５、およ
びこの燃料噴射ノズル５の制御室２０の燃料をリターン
配管１４、１５、１７にリターンさせることによりノズ
ルニードル２１を開弁方向に駆動する弁体駆動手段とし
ての電磁弁６とを一体化した電磁式燃料噴射弁である。
そして、燃料噴射ノズル５は、噴射孔を開閉する弁体と
してのノズルニードル２１、このノズルニードル２１を
摺動自在に支持するノズルボデー２２、このノズルボデ
ー２２の図示上端部にチップパッキン２３を介して接続
されたノズルホルダー２４、ノズルニードル２１を閉弁
方向に付勢する弁体付勢手段としてのコイルスプリング
２５、プレッシャーピン（コマンドピストン）２６、お
よびこれらを保持するリテーニングナット２７よりな
る。

【００１７】なお、ノズルボデー２２、チップパッキン
２３およびノズルホルダー２４には、ノズルホルダー２
４の継手部３１からノズルボデー２２の油溜り３２へ高
圧燃料を供給するための燃料供給路（燃料通路）３３が
設けられ、また、ノズルホルダー２４には、燃料供給路
３３からオリフィス３４を介して制御室２０へ高圧燃料
を供給するための燃料供給路（燃料通路）３５が設けら
れている。また、ノズルホルダー２４には、スプリング
室３６内にリークした燃料をリターン配管１４、１５、
１７へ排出するための燃料排出路３７、および電磁弁６
内に導かれた燃料をリターン配管１４、１５、１７へ排
出するための燃料排出路３８が設けられている。

【００１８】電磁弁６は、図２および図３に示したよう
に、バルブボデー４１、ソレノイドコイル４２、鉄心４
３、アウタバルブ４４、コイルスプリング４５、インナ
バルブ４６、バルブボデー４１と鉄心４３との間でスペ
ーサ４７によって形成される空間（アーマチャ室）５０
内に配置されて、ソレノイドコイル４２への通電時に鉄
心４３側へ吸引されるアーマチャ（可動コア）４８、お
よびこれらを保持するリテーニングナット４９よりな
る。

【００１９】なお、バルブボデー４１には、図３に示し
たように、ノズルホルダー２４の制御室２０にオリフィ
ス３９を介して連通する燃料排出路５１、アーマチャ室
５０内に導かれた燃料をリターン配管１４、１５、１７
へ排出するために、ノズルホルダー２４の燃料排出路３
８に連通する燃料排出路５３、およびアウタバルブ４４
のシール部、つまりバルブ室５２内に導かれた燃料をリ
ターン配管１４、１５、１７へ排出するために、ノズル
ホルダー２４の燃料排出路３８に連通する燃料排出路５
４が設けられている。そして、燃料排出路５１は、コイ
ルスプリング４５のスプリング力によってアウタバルブ
４４のシール部がバルブボデー４１の弁座に着座すると
遮断されるように構成されている。

【００２０】なお、インジェクタ４の電磁弁６の可動コ
ア４８のアーマチャ室５０には常に燃料が充満してお
り、アーマチャ室５０に連通する燃料排出路５３内を流
れる燃料は、図２に示したように、制御室２０から燃料
排出路５１、バルブ室５２を経て燃料排出路５４内を流
れる制御室２０内の圧力制御用の燃料と合流し、ノズル
ホルダー２４の燃料排出路３８を経て、図１に示したよ
うに、リターン配管１４に流入して、コモンレール１か
らリターン配管１３内にリークした燃料および他気筒の
インジェクタ４からリターン配管１４内にリターンした
燃料と合流し、それよりも下流側でサプライポンプ２か
らリターン配管１６内にリークした燃料と合流し、その
後にリターン配管１７を経て燃料タンクＴへと還流され
るように構成されている。

【００２１】ＥＣＵ１０は、図４に示したように、サプ
ライポンプ２の電磁弁３を制御する吐出量制御手段およ
びインジェクタ４の電磁弁６を制御する燃料噴射制御手
段を備えた燃料噴射制御装置として機能するものであ
る。このＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行なう
ＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装
置（ＲＯＭ、ＲＡＭ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（ＥＤＵ）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。

【００２２】そして、ＥＣＵ１０は、図１および図４に
示したように、コモンレール圧センサ（燃料圧力検出手
段）６６からの電圧信号や、その他の各種センサからの
センサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、
ＥＣＵ１０に内蔵された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は、エン
ジン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、例えばサプライポンプ２やインジェクタ４
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。

【００２３】ここで、マイクロコンピュータには、エン
ジンの運転状態または運転条件を検出する運転条件検出
手段としての、噴射気筒を判別するための気筒判別セン
サ６１、エンジンのクランクシャフトの回転角度を検出
するためのクランク角度センサ６２、アクセル開度（Ａ
ＣＣＰ）を検出するためのアクセル開度センサ（エンジ
ン負荷検出手段）６３、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）を
検出するための冷却水温センサ６４およびサプライポン
プ２内に吸入されるポンプ吸入側の燃料温度（ＴＨＦ）
を検出するための燃料温度センサ６５等が接続されてい
る。

【００２４】上記のセンサのうちクランク角度センサ６
２は、エンジンのクランクシャフト、あるいはサプライ
ポンプ２のポンプ駆動軸に取り付けられたＮＥタイミン
グロータ（図示せず）の外周に対向するように設けられ
ている。そのＮＥタイミングロータの外周面には、所定
角度毎に凸状歯が複数個配置されており、また、エンジ
ンの各気筒にそれぞれを対応させるように、基準とする
各気筒の基準位置（上死点位置：ＴＤＣ位置）を判別す
るための４個の欠歯部が所定角度（１８０°ＣＡ）毎に
設けられている。

【００２５】そして、クランク角度センサ６２は、電磁
ピックアップよりなり、ＮＥタイミングロータの各凸状
歯がクランク角度センサ６２に対して接近離反すること
により、電磁誘導によってパルス状の回転位置信号（Ｎ
Ｅ信号パルス）が出力される。なお、ＥＣＵ１０は、ク
ランク角度センサ６２より出力されたＮＥ信号パルスの
間隔時間を計測することによってエンジン回転速度（Ｎ
Ｅ）を検出する回転速度検出手段として働く。

【００２６】そして、ＥＣＵ１０は、エンジンの運転条
件に応じた最適なコモンレール圧を演算し、ポンプ駆動
回路を介してサプライポンプ２の電磁弁３を駆動する吐
出量制御手段を有している。すなわち、ＥＣＵ１０は、
エンジン運転情報によって決定される目標燃料圧力（Ｐ
ＦＩＮ）を演算し、この目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を達
成するために、サプライポンプ２の電磁弁３へのポンプ
駆動信号（駆動電流値）を調整して、サプライポンプ２
より吐出される燃料の圧送量（ポンプ吐出量）を制御す
るように構成されている。

【００２７】また、ＥＣＵ１０は、各気筒のインジェク
タ４からエンジンの各気筒内に噴射供給される燃料噴射
量を個別に制御する噴射量制御装置に相当する。これ
は、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣ
Ｐ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ
（図５参照）とによって最適な基本噴射量（Ｑ）を演算
する基本噴射量決定手段と、エンジン冷却水温（ＴＨ
Ｗ）やポンプ吸入側の燃料温度（ＴＨＦ）等の運転条件
により基本噴射量（Ｑ）に噴射量補正量を加味して指令
噴射量（ＱＦＩＮ）を演算する指令噴射量決定手段と、
コモンレール圧（ＮＰＣ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）と
予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せ
ず）からインジェクタ４の電磁弁６への通電期間（噴射
指令パルス長さ、噴射指令パルス幅、噴射指令パルス時
間：Ｔｑ）を演算する噴射期間決定手段と、インジェク
タ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各気筒のインジェクタ４
の電磁弁６にパルス状のインジェクタ駆動電流（ＩＮＪ
噴射指令パルス）を印加するインジェクタ駆動手段とか
ら構成されている。

【００２８】また、本実施例のＥＣＵ１０は、アイドル
運転時に、アイドリング回転速度が低下することで、運
転者（ドライバー）に不快なエンジン振動を与えたり、
エンジンストールを起こしたりしないように、あるいは
アイドリング回転速度が上昇することで、エンジン騒
音、燃料消費率を悪化させたりしないように、エンジン
負荷トルクが変化しても、目標アイドル回転速度を維持
するのに必要な噴射量に制御するアイドリング回転速度
制御（ＩＳＣ）を実施するように構成されている。な
お、現在のエンジン回転速度（ＮＥ）が目標回転速度
（目標アイドル回転速度）に略一致するように燃料噴射
量をフィードバック制御することが望ましい。

【００２９】また、ＥＣＵ１０は、エンジンが運転中
で、且つエンジンが始動状態ではなく、且つアクセル開
度（ＡＣＣＰ）が所定値以下であることを検出した際
に、アイドル運転状態（ＩＳＣ補正実行条件）であるこ
とを検出する無負荷状態検出手段の機能を含んで構成さ
れている。

【００３０】［第１実施例の制御方法］次に、本実施例
のリターン背圧異常処理方法を図１ないし図８に基づい
て簡単に説明する。ここで、図６はリターン背圧異常処
理方法を示したフローチャートである。

【００３１】この図６の制御ルーチンは、図示しないイ
グニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）となった後
に、所定のタイミング毎に繰り返される。図６の制御ル
ーチンが起動すると、先ず第１異常検出フラグ（ＸＤＧ
１）および第２異常検出フラグ（ＸＤＧ２）をリセット
（ＸＤＧ１＝０，ＸＤＧ２＝０）する等の初期化処理を
実行する（ステップＳ１）。

【００３２】エンジンが運転中で、且つエンジンが始動
状態ではなく、且つアクセル開度（ＡＣＣＰ）が所定値
以下の時に、ＩＳＣ補正実行フラグ（ＸＩＳＣ）が成立
（ＸＩＳＣ＝１）となる。また、これらの条件以外の時
にＩＳＣ補正実行フラグ（ＸＩＳＣ）が不成立（ＸＩＳ
Ｃ＝０）となる。

【００３３】次に、ＸＩＳＣ＝１であるか否かを判定す
る（ステップＳ２）。この判定結果がＹＥＳの場合、す
なわち、エンジンの運転状態がアイドル運転時の場合に
は、現在のエンジン回転速度である平均エンジン回転速
度（平均アイドル回転速度）を目標回転速度（目標アイ
ドル回転速度）に合わせるために、平均エンジン回転速
度と目標回転速度との速度差（ΔＮＥ）に対して全気筒
一律に平均回転速度補正（ＩＳＣ補正）を実施する。

【００３４】具体的には、クランク角度センサ６２等の
回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度
（ＮＥ）と目標回転速度（ＩＳＣ目標ＮＥ）とを比較
し、その回転速度差に応じた噴射量補正量（ＱＩＳＣ）
を演算する。そして、平均エンジン回転速度が目標回転
速度に略一致するように、少なくともエンジン回転速度
（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とに応じて設定さ
れる指令噴射量（ＱＦＩＮ）に、目標回転速度に合わせ
るのに必要な噴射量補正量（ＱＩＳＣ）を全気筒一律に
付加する。

【００３５】次に、エンジン回転速度（ＮＥ）が一定値
以下、車速（ＳＰＤ）が一定値以下、実際の燃料圧力
（コモンレール圧：ＮＰＣ）が一定値以下、指令噴射量
（ＱＦＩＮ）が一定値以下の時、つまり低負荷低回転状
態の時に、噴射量補正量（ＱＩＳＣ）と平均エンジン回
転速度と目標回転速度との回転速度差（ΔＮＥ）とリタ
ーン背圧異常判定値（ＱＩＳＣＲ）との関係を予め実験
等により測定して作成した図７（ａ）の特性図を用いて
ＩＳＣ補正によって求めた噴射量補正量（ＱＩＳＣ）が
リターン背圧異常判定値（ＱＩＳＣＲ）以下であるか否
かを判定する（ステップＳ３）。この判定結果がＹＥＳ
の場合には、第１異常検出フラグ（ＸＤＧ１）をセット
（ＸＤＧ１＝１）し（ステップＳ４）、また、ステップ
Ｓ３の判定結果がＮＯの場合には、第１異常検出フラグ
（ＸＤＧ１）をリセット（ＸＤＧ１＝０）する（ステッ
プＳ５）。その後に、ステップＳ６の判定処理に進む。

【００３６】また、ステップＳ２の判定結果がＮＯの場
合、すなわち、エンジンの運転状態が定常運転時の場合
には、クランク角度センサ６２等の回転速度検出手段に
よって検出されるエンジン回転速度（ＮＥ）が一定値
（ＮＥＲ：例えば３０００ｒｐｍ）以上で、且つアクセ
ル開度（ＡＣＣＰ）が一定値（例えば８０％）以上で、
且つ指令噴射量（ＱＦＩＮ）が一定値（例えば１００ｍ
ｍ³／ｓｔ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ
６）。この判定結果がＹＥＳの場合には、エンジン回転
速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）と予め実験等に
より測定して作成した特性マップ（図示せず）とに応じ
て目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を演算する。そして、コモ
ンレール圧センサ６６によって検出される実際の燃料圧
力（コモンレール圧：ＮＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩ
Ｎ）との圧力偏差（ΔＰＣＲ）を演算する。

【００３７】次に、エンジン回転速度（ＮＥ）とコモン
レール圧（ＮＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との圧
力偏差（ΔＰＣＲ）との関係を予め実験等により測定し
て作成した図７（ｂ）の特性図を用いてコモンレール圧
（ＮＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差
（ΔＰＣＲ）が一定値（リターン背圧異常判定値）以上
であるか否かを判定する（ステップＳ７）。この判定結
果がＹＥＳの場合には、第２異常検出フラグ（ＸＤＧ
２）をセット（ＸＤＧ２＝１）し（ステップＳ８）、ま
た、ステップＳ７の判定結果がＮＯの場合には、第２異
常検出フラグ（ＸＤＧ２）をリセット（ＸＤＧ２＝０）
する（ステップＳ９）。その後に、ステップＳ１０の判
定処理に進む。

【００３８】また、ステップＳ６の判定結果がＮＯの場
合には、第１異常検出フラグ（ＸＤＧ１）および第２異
常検出フラグ（ＸＤＧ２）が共にセット（ＸＤＧ１＝
１，ＸＤＧ２＝１）されているか否かを判定する（ステ
ップＳ１０）。この判定結果がＮＯの場合には、ステッ
プＳ２以下の処理を繰り返す。また、ステップＳ１０の
判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、インジェクタ４の
制御室２０からリターン配管１４、１５、１７内へリタ
ーンする燃料のリターン背圧の異常上昇を検出した場合
には、リターン背圧異常処理を実施する（ステップＳ１
１）。その後に、図６の制御ルーチンを抜ける。

【００３９】ここで、リターン背圧異常処理としては、
フルＱガードを実施する。すなわち、本実施例では、予
めメモリ（ＲＯＭ）に記憶されているリターン背圧異常
検出時の噴射量特性は、図５（ｂ）に示したように、ア
クセル開度（ＡＣＣＰ）が同じ値であっても、予めメモ
リ（ＲＯＭ）に記憶されている通常走行時の噴射量特性
よりも少ない基本噴射量（Ｑ）となるように規定されて
いる。特に、リターン背圧異常検出時の最大噴射量（リ
ターン背圧異常検出時フルＱ）が、アクセル開度（ＡＣ
ＣＰ）が所定値（例えば１００％）以上であっても、通
常運転時の最大噴射量（通常運転時フルＱ）よりも少な
い基本噴射量（Ｑ）となるように規定されている。

【００４０】したがって、基本噴射量（Ｑ）が制限され
ることで指令噴射量（ＱＦＩＮ）が所定値以下に制限さ
れることになる。その他に、インジェクタ４の制御室２
０からリターン配管１４、１５、１７内へリターンする
燃料のリターン背圧の異常上昇を検出した場合には、サ
プライポンプ２の要求吐出量を制限しても良く、また、
ウォーニングランプを点灯して運転者（ドライバー）に
リターン背圧異常情報を知らせるようにして不具合部品
の交換を促すようにしても良く、また、リターン背圧異
常情報（ダイアグノーシス情報）からリターン配管１
４、１５、１７等の異常箇所をＥＣＵ１０自身で自己診
断してＥＣＵ１０の不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯ
Ｍ等）に記憶したり、ウォーニングランプを点灯したり
しても良い。

【００４１】［第１実施例の特徴］次に、本実施例のイ
ンジェクタ４の制御方法を図１ないし図８に基づいて簡
単に説明する。

【００４２】ここで、本実施例では、エンジン回転速度
（ＮＥ）が所定値（例えば３０００ｒｐｍ）以下の場
合、エンジンの特定気筒のインジェクタ４においてエン
ジンの１周期（１行程：吸気行程−圧縮行程−膨張（爆
発）行程−排気行程）中、つまりエンジンのクランクシ
ャフトが２回転（７２０°）する間に２回以上の多段噴
射を実施するように構成されている。すなわち、本実施
例では、エンジンの特定気筒においてエンジンの圧縮行
程中および膨張行程中に２回以上のマルチ噴射（多段噴
射：例えば１回以上のパイロット噴射・メイン噴射）が
行なわれる。

【００４３】したがって、本実施例のＥＣＵ１０は、エ
ンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とか
ら、多段噴射（マルチ噴射）の各々の燃料噴射量、つま
りパイロット噴射量（ＱPILOT)およびメイン噴射量（Ｑ
MAIN）を演算する噴射量決定手段と、エンジンの運転条
件に応じた最適な指令噴射時期（ＴＦＩＮ＝ＴMAIN）を
演算する噴射時期決定手段と、指令噴射時期（ＴＦＩ
Ｎ）とパイロット噴射量（ＱPILOT)からパイロット噴射
とメイン噴射との無噴射間隔（パイロットインターバ
ル：ＴＩＮＴ）を演算するインターバル決定手段とを有
している。さらに、ＥＣＵ１０は、指令噴射時期（ＴＦ
ＩＮ）とパイロット噴射量（ＱPILOT)とパイロットイン
ターバル（ＴＩＮＴ）とからパイロット噴射開始時期
（ＴPILOT)を演算するパイロット噴射開始時期決定手段
と、パイロット噴射量（ＱPILOT)とコモンレール圧（Ｎ
ＰＣ）とからパイロット噴射期間（パイロット噴射指令
パルス時間：ＴＱPILOT)を演算するパイロット噴射期間
決定手段と、メイン噴射量（ＱMAIN）とコモンレール圧
（ＮＰＣ）よりメイン噴射期間（メイン噴射指令パルス
時間：ＴＱMAIN）を演算するメイン噴射期間決定手段と
を有している。

【００４４】特定気筒の（例えばｋ気筒）の制御基準位
置から所定のクランク角度後または所定時間経過後のパ
イロット噴射開始時期に、このパイロット噴射開始時期
からパイロット噴射指令パルス時間（ＴＱPILOT)が終了
するまでの間、パイロット噴射指令パルスがインジェク
タ４の電磁弁６のソレノイドコイル４２に印加される。
このように、インジェクタ４の電磁弁６のソレノイドコ
イル４２が通電（ＯＮ）されると、鉄心４３が磁化され
てアーマチャ４８を吸引するため、アーマチャ４８と一
体化されたアウタバルブ４４がコイルスプリング４５の
付勢力（スプリング力）に抗して図示上方に移動する。

【００４５】これにより、アウタバルブ４４のシール部
がバルブボデー４１の弁座より離座（リフト）し、燃料
排出路５１、５４が連通する。これにより、制御室２０
内から高圧燃料が燃料排出路５１、バルブ室５２、燃料
排出路５４を通ってリターン配管１４、１５、１７へ排
出されるため、燃料噴射ノズル５のノズルニードル２１
がノズルボデー２２の弁座より離座（リフト）して噴射
孔を開放する。このため、油溜り３２内の高圧燃料がエ
ンジンの各気筒内に噴射供給される。

【００４６】パイロット噴射指令パルス時間（ＴＱPILO
T)が経過して、インジェクタ４の電磁弁６のソレノイド
コイル４２への通電が停止（ＯＦＦ）されると、鉄心４
３が消磁されるため、コイルスプリング４５のスプリン
グ力によって図示下方に移動する。そして、アウタバル
ブ４４のシール部がバルブボデー４１の弁座に着座する
と、燃料排出路５１、５４の連通状態が遮断される。こ
れにより、制御室２０内に高圧燃料が供給されるため、
ノズルニードル２１がノズルボデー２２の弁座に着座し
て噴射孔を閉塞する。このため、エンジンの各気筒内へ
の燃料噴射が終了する。

【００４７】そして、上記の制御基準位置から所定のク
ランク角度後または所定時間経過後のメイン噴射開始時
期、すなわち、パイロット噴射指令パルスの終了時から
パイロットインターバル（ＴＩＮＴ）経過後の指令噴射
時期（ＴＦＩＮ）に、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）からメ
イン噴射指令パルス時間（ＴＱMAIN）が終了するまでの
間、メイン噴射指令パルスがインジェクタ４の電磁弁６
のソレノイドコイル４２に印加される。これにより、パ
イロット噴射から実パイロットインターバル経過後に、
上述のノズルニードル２１のリフトが再開されて、メイ
ン噴射が行なわれる。

【００４８】以上のようなインジェクタ４の電磁弁６へ
の通電を、エンジンの特定気筒（例えばｋ気筒）のイン
ジェクタ４においてエンジンの圧縮行程、膨張行程中に
ノズルニードル２１を２回リフトさせることによって、
メイン噴射に先立って微少なパイロット噴射を行なう多
段噴射（マルチ噴射）を実施することにより、初期噴射
率の急激な上昇を抑えることで、エンジンの燃焼騒音や
エンジン振動を抑制できるというパイロット噴射（多段
噴射）の効果を得ることができる。

【００４９】しかるに、エンジンの圧縮行程、膨張行程
中に、インジェクタ４の電磁弁６の駆動を複数回実施し
て、メイン噴射の前に１回以上の微少のパイロット噴射
を行なう多段噴射実施時、すなわち、エンジン回転速度
（ＮＥ）が所定値（例えば３０００ｒｐｍ）以下の時
に、リターン配管１４、１５、１７内のリターン背圧が
異常上昇すると、パイロット噴射とメイン噴射との実際
の無噴射間隔（実パイロットインターバル）が短くな
り、その上、パイロット噴射量およびメイン噴射量が増
加する。この理由を、図８のタイミングチャートに基づ
いて説明する。

【００５０】なお、図８のタイミングチャート中のバル
ブリフトとは、電磁弁６内にアウタバルブ４４のリフト
量を検出するバルブリフトセンサ（図示せず）を設置し
て測定したアウタバルブ４４のリフト量であり、制御室
圧とは、電磁弁６内に制御室２０に連通する燃料排出路
５１の内部圧力を検出する圧力センサ（図示せず）を設
置して測定した制御室２０内の内部圧力である。

【００５１】ここで、図１に示したように、登坂路走行
や熱地走行等によってインジェクタ４内に流入する燃料
温度が上昇したり、あるいはインジェクタ４の経時劣化
（新品時よりも経時変化により燃料噴射し難くなる、つ
まり同一のコモンレール圧（ＮＰＣ）および指令噴射量
（ＱＦＩＮ）であっても噴射指令パルス時間に対する実
際の噴射量が少なくなる等により、インジェクタ４の制
御室２０から燃料排出路５１、バルブ室５２および燃料
排出路５４、３８、あるいはスプリング室３６から燃料
排出路３７、３８よりインジェクタ４外に流出し、リタ
ーン配管１４、１５、１７を介して燃料タンクＴに還流
する燃料リーク量が増加する場合がある。これ以外に
も、ゴミや異物が侵入してリターン配管１４、１５、１
７が詰まったり、あるいはリターン配管１４、１５、１
７の誤組み付けにより、リターン配管１４、１５、１７
内に形成される燃料還流路の流路断面積が小さくなった
りすると、インジェクタ４の制御室２０からリターン配
管１４、１５、１７内へリターンする燃料のリターン背
圧が異常上昇する場合がある。

【００５２】インジェクタ４の制御室２０からリターン
配管１４、１５、１７内へリターンする燃料のリターン
背圧が異常上昇すると、図８のタイミングチャートに示
したように、パイロット噴射終了時に、アウタバルブ４
４にバウンスが発生する。このバウンス量は、リターン
配管１４、１５、１７内のリターン背圧が高くなる程、
増加する。そして、上記のバウンスにより制御室圧の復
帰に遅れが発生する。そして、この制御室２０内の遅れ
の影響を受けて、メイン噴射時に制御室圧が開弁圧へ早
く降下するために、ノズルニードル２１の開弁が早くな
る。この領域では、ノズルニードル２１はフルリフトし
ないために、ノズルニードル２１の開弁時期が早くなっ
た分だけ、ノズルニードル２１のリフト量が増える。

【００５３】したがって、パイロット噴射終了時のバウ
ンスの発生により制御室圧の復帰に遅れが生じること
で、パイロット噴射期間が図示破線のように長くなるの
で、指令噴射量（ＱＦＩＮ）に応じて設定されたパイロ
ット噴射量（ＱPILOT)よりも実際のパイロット噴射量が
増加する。また、メイン噴射開始時にノズルニードル２
１の開弁時期が早くなった分だけ、メイン噴射期間が図
示破線のように長くなり、また、メイン噴射終了時のバ
ウンスの発生により制御室圧の復帰に遅れが生じること
で、ノズルニードル２１の閉弁時期が遅れた分だけ、メ
イン噴射期間が図示破線のように長くなるので、指令噴
射量（ＱＦＩＮ）に応じて設定されたメイン噴射量（Ｑ
MAIN）よりも実際のパイロット噴射量が増加する。さら
に、図８のタイミングチャートに示したように、パイロ
ット噴射が実際に終了する時期とメイン噴射が実際に開
始される時期との無噴射間隔（実パイロットインターバ
ル）が短くなるので、パイロット噴射（多段噴射）の効
果が得られなくなる。

【００５４】そこで、本実施例では、アイドル運転時の
ようなエンジン回転速度（ＮＥ）が所定値（例えば１２
００ｒｐｍ）以下で、且つアクセル開度（ＡＣＣＰ）が
所定値（例えば０％）以下で、且つ指令噴射量（ＱＦＩ
Ｎ）が所定値（例えば３０ｍｍ³／ｓｔ）以下の低速軽
負荷時に、ＩＳＣ補正によって求めた噴射量補正量（Ｑ
ＩＳＣ）がリターン背圧異常判定値（ＱＩＳＣＲ）以下
であり、しかもエンジン回転速度（ＮＥ）が一定値（例
えば３０００ｒｐｍ）以上で、且つアクセル開度（ＡＣ
ＣＰ）が一定値（例えば８０％）以上で、且つ指令噴射
量（ＱＦＩＮ）が一定値（例えば１００ｍｍ³／ｓｔ）
以上の高速高負荷時に、コモンレール圧（ＮＰＣ）と目
標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差（ΔＰＣＲ）がリ
ターン背圧異常判定値（一定値）以上である場合、すな
わち、低速軽負荷時の判定条件と高速高負荷時の判定条
件とが共に成立している場合に、インジェクタ４の制御
室２０からリターン配管１４、１５、１７内へリターン
する燃料のリターン背圧が異常上昇していることを検出
している。

【００５５】そして、インジェクタ４の制御室２０から
リターン配管１４、１５、１７内へリターンする燃料の
リターン背圧の異常上昇を検出した場合には、安全性や
信頼性を高めるためのリターン背圧異常処理、例えばフ
ルＱガードを実施することにより、指令噴射量（ＱＦＩ
Ｎ）が所定値以下に制限され、その指令噴射量（ＱＦＩ
Ｎ）に対応して設定されるパイロット噴射量（ＱPILOT)
およびメイン噴射量（ＱMAIN）も少なくなる。したがっ
て、インジェクタ４よりエンジンの気筒内に噴射供給さ
れるパイロット噴射量およびメイン噴射量が従来よりも
少なくなるため、エンジンの排気ガス中の未燃ガスが少
なくなり、黒煙濃度（スモーク排出量）が減り、ひいて
はエンジンの排気ガス性能を向上することができる。

【００５６】［第２実施例］図９および図１０は本発明
の第２実施例を示したもので、図９はコモンレール式燃
料噴射システムの全体構成を示した図である。

【００５７】本実施例のコモンレール１には、燃料タン
クＴに連通するリターン配管１５、１７へのリターン配
管１３の開口度合を調整することが可能な常開型の減圧
弁７が設置されている。この減圧弁７は、減圧弁駆動回
路を介してＥＣＵ１０からソレノイドコイル（図示せ
ず）に印加される駆動電流値によって電子制御されるこ
とにより、例えば減速時またはエンジン停止時に速やか
にコモンレール圧を高圧から低圧へ減圧させる降圧性能
に優れる電磁弁である。

【００５８】本実施例のサプライポンプ２は、燃料タン
クＴ内の燃料を汲み上げる周知のフィードポンプと、エ
ンジンのクランクシャフトによって駆動されるポンプ駆
動軸により回転駆動されるカムと、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２個
のプランジャと、２個のプランジャがシリンダ内を往復
運動することにより吸入された燃料を加圧する２個の加
圧室（プランジャ室）と、これら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２個の吐出弁とを有
している。

【００５９】本実施例のサプライポンプ２内に形成され
る燃料流路、フィードポンプから加圧室に至る燃料供給
路（図示せず）には、その燃料流路の開口度合（開度）
を調整することで、サプライポンプ２から高圧配管１１
を介してコモンレ−ル１内への燃料の吐出量（ポンプ吐
出量、ポンプ圧送量）を変更する吸入調量弁（ＳＣＶ）
８が取り付けられている。このＳＣＶ８は、ポンプ駆動
回路を介してＥＣＵ１０からソレノイドコイル（図示せ
ず）に印加されるＳＣＶ駆動電流値によって電子制御さ
れることにより、サプライポンプ２の加圧室内に吸入さ
れる燃料の吸入量を調整する。

【００６０】なお、本実施例では、ＳＣＶ８のソレノイ
ドコイルに印加されるＳＣＶ駆動電流値が増加する程、
ＳＣＶ８のバルブの開度（弁開度）が広く、つまりポン
プ吐出量が多くなるノーマリクローズタイプ（常閉型）
の電磁弁を用いているが、ＳＣＶ駆動電流値が増加する
程、ＳＣＶ８のバルブの開度（弁開度）が狭く、つまり
ポンプ吐出量が少なくなるノーマリオープンタイプ（常
開型）の電磁弁を用いても良い。

【００６１】また、本実施例のＥＣＵ１０は、エンジン
運転情報によって決定される目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）
を演算し、この目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を達成するた
めに、サプライポンプ２のＳＣＶ８に印加するポンプ駆
動信号であるＳＣＶ駆動電流値を調整して、ポンプ吐出
量を制御するように構成されている。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、コ
モンレール圧センサ６６によって検出されるコモンレー
ル圧（ＮＰＣ）がエンジン運転情報によって決定される
目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）と略一致するように、サプラ
イポンプ２のＳＣＶ８のソレノイドコイルに印加するＳ
ＣＶ駆動電流値をフィードバック制御することが望まし
い。なお、ＳＣＶ駆動電流値の制御は、デューティ（Ｄ
ＵＴＹ）制御により行なうことが望ましい。すなわち、
目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）に応じて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、ＳＣＶ８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。

【００６２】ここで、ＳＣＶ駆動電流値を、公知のＰＩ
Ｄ（比例積分微分）制御またはＰＩ（比例積分）制御を
用いて算出する方法を図１０の制御ロジックに示す。本
実施例のＥＣＵ１０は、図１０の制御ロジックに示した
ように、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（Ａ
ＣＣＰ）とに応じて指令噴射量（ＱＦＩＮ）を演算する
噴射量決定手段と、指令噴射量（ＱＦＩＮ）とエンジン
回転速度（ＮＥ）とに応じて目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）
を演算する燃料圧力決定手段と、エンジン回転速度（Ｎ
Ｅ）とコモンレール圧（ＮＰＣ）と燃料温度（ＴＨＦ）
とに応じてインジェクタリーク量（ＱＬＥＡＫ）を演算
するインジェクタリーク量演算手段と、インジェクタリ
ーク量（ＱＬＥＡＫ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）と指
令噴射量（ＱＦＩＮ）とに応じて要求吐出量（ＱＰＭ
Ｐ）を演算する要求吐出量決定手段と、コモンレール圧
（ＮＰＣ）と要求吐出量（ＱＰＭＰ）とＳＣＶ駆動電流
値算出マップとに応じてＳＣＶ駆動電流値（ＩＰＭＰ）
を演算する駆動電流値決定手段と、コモンレール圧（Ｎ
ＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）に
応じてフィードバック補正量（ＩＦＢ）を演算する補正
量決定手段とを備えている。なお、指令噴射量（ＱＦＩ
Ｎ）、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を、冷却水温（ＴＨ
Ｗ）や燃料温度（ＴＨＦ）等の補正量を加味して演算す
るようにしても良い。

【００６３】そして、ＥＣＵ１０は、補正量決定手段に
よって算出したフィードバック補正量（ＩＦＢ）と駆動
電流値決定手段によって設定されたＳＣＶ駆動電流値
（ＩＰＭＰ）とを加算して、最終的なＳＣＶ駆動電流値
を演算する。そして、この最終的なＳＣＶ駆動電流値を
所定の変換係数を用いてパルス状のポンプ駆動信号に変
換して、ＳＣＶ８のソレノイドコイルに印加する。これ
により、ＳＣＶ８のバルブリフト量（弁開度）がＳＣＶ
駆動電流値に応じて調整されるので、サプライポンプ２
からコモンレール１へ圧送されるポンプ吐出量がＳＣＶ
駆動電流値に応じて変更される。したがって、コモンレ
ール１内の燃料圧力（コモンレール圧：ＮＰＣ）が目標
燃料圧力（ＰＦＩＮ）と略一致するようにフィードバッ
ク制御される。

【００６４】本実施例では、リターン配管１４、１５、
１７内のリターン背圧の異常上昇を検出した場合のリタ
ーン背圧異常処理として、減圧弁７のソレノイドコイル
に印加する減圧弁電流値を制御して減圧弁７を全開また
は部分開にしたり、指令噴射量（ＱＦＩＮ）とエンジン
回転速度（ＮＥ）とに応じて設定される目標燃料圧力
（ＰＦＩＮ）を、通常運転時よりも少ない所定値以下に
制限してＳＣＶ駆動電流値を閉弁側（ポンプ吐出量が通
常運転時よりも減る側）に調整したりしても良い。

【００６５】この場合には、コモンレール１内の燃料圧
力（コモンレール圧）およびインジェクタ４の制御室２
０内の圧力（制御室圧）が従来よりも低くなるため、イ
ンジェクタ４の制御室２０内に流入する燃料温度が低く
なり、また、インジェクタ４の制御室２０から燃料排出
路５１、バルブ室５２、燃料排出路５４、３８を経てリ
ターン配管１４、１５、１７へ戻される燃料量が少なく
なる。これにより、インジェクタ４の制御室２０から燃
料排出路５１、バルブ室５２、燃料排出路５４、３８を
経てリターン配管１４、１５、１７へリターンするリタ
ーン背圧の異常上昇を抑えることができる。また、電磁
弁６内に流入する燃料温度が低くなるので、電磁弁６の
ソレノイドコイル４２の異常昇温も抑えることができ、
電磁弁６の耐久性を向上することもできる。

【００６６】その他に、インジェクタ４の制御室２０か
らリターン配管１４、１５、１７内へリターンする燃料
のリターン背圧の異常上昇を検出した場合には、第１実
施例と同様にして、基本噴射量（Ｑ）や指令噴射量（Ｑ
ＦＩＮ）を通常運転時よりも少ない所定値以下に制限し
ても良く、また、ウォーニングランプを点灯して運転者
（ドライバー）にリターン背圧異常情報を知らせるよう
にして不具合部品の交換を促すようにしても良く、ま
た、リターン背圧異常情報（ダイアグノーシス情報）か
らリターン配管１４、１５、１７等の異常箇所をＥＣＵ
１０自身で自己診断してＥＣＵ１０の不揮発性メモリ
（例えばＥＥＰＲＯＭ等）に記憶したり、ウォーニング
ランプを点灯したりしても良い。

【００６７】［変形例］本実施例では、コモンレール圧
センサ６６をコモンレール１に直接取り付けて、コモン
レール１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、燃料圧力検出手段をサプラ
イポンプ２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燃料配管等に取り付けて、サ
プライポンプ２の加圧室より吐出された燃料噴射圧力を
検出するようにしても良い。

【００６８】本実施例では、インジェクタ４に組み込ま
れる電磁弁６として、バルブボデー４１の弁座に着座ま
たは離座するアウタバルブ４４を設け、制御室２０から
リターン配管１４、１５、１７へ燃料を排出するための
燃料排出路５１、５４の連通状態と遮断状態とを切り替
える二方電磁弁を用いたが、インジェクタ４に組み込ま
れる電磁弁として、制御室２０への高圧燃料の充填およ
び制御室２０からの高圧燃料の排出を切り替える三方電
磁弁を用いても良い。

【００６９】本実施例では、エンジン回転速度（ＮＥ）
が所定値（例えば３０００ｒｐｍ）以下の場合、エンジ
ンの特定気筒（例えばｋ気筒）のインジェクタ４の電磁
弁６に印加するＩＮＪ噴射指令パルスは、パイロット噴
射→メイン噴射の順にエンジンの圧縮行程、膨張行程中
に出力されるように構成されている。このエンジンの圧
縮行程中および膨張行程中の多段噴射の各噴射間隔およ
びエンジンの１周期中の噴射回数は、本実施例の２回だ
けでなく、エンジン回転速度（ＮＥ）および指令噴射量
（ＱＦＩＮ）によって任意に決定するようにしても良
い。また、エンジンの特定気筒（例えばｋ気筒）におい
てエンジンの圧縮行程中および膨張行程中に２回以上の
マルチ噴射（多段噴射：例えば１回以上のパイロット噴
射・メイン噴射またはメイン噴射・１回以上のアフター
噴射）を行うようにしても良い。

【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成を
示した概略図である（第１実施例）。

【図２】インジェクタの全体構造を示した断面図である
（第１実施例）。

【図３】電磁弁の全体構造を示した断面図である（第１
実施例）。

【図４】燃料噴射制御装置の概略構成を示したブロック
図である（第１実施例）。

【図５】（ａ）は通常運転時の基本噴射量算出マップを
示した図で、（ｂ）はリターン背圧異常検出時の基本噴
射量算出マップを示した図である（第１実施例）。

【図６】リターン背圧異常処理方法を示したフローチャ
ートである（第１実施例）。

【図７】（ａ）は噴射量補正量と回転速度差とリターン
背圧異常判定値との関係を示した図で、（ｂ）はコモン
レール圧とエンジン回転速度と圧力偏差との関係を示し
た図である（第１実施例）。

【図８】バルブリフト、制御室圧、燃料噴射率の推移を
示したタイミングチャートである（第１実施例）。

【図９】コモンレール式燃料噴射システムの全体構成を
示した概略図である（第２実施例）。

【図１０】ＥＣＵの制御ロジックを示した図である（第
２実施例）。

【符号の説明】

１コモンレール（蓄圧容器）２サプライポンプ（燃料供給ポンプ）４インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）５燃料噴射ノズル６電磁弁（弁体駆動手段）１０ＥＣＵ（燃料噴射制御手段）１４リターン配管（配管）１５リターン配管（配管）１７リターン配管（配管）２０制御室２１ノズルニードル（弁体）２５コイルスプリング（弁体付勢手段）６２クランク角度センサ（運転状態または運転条件検
出手段）６３アクセル開度センサ（エンジン負荷検出手段、運
転状態または運転条件検出手段）６６コモンレール圧センサ（燃料圧力検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｍ 47/00 Ｆ０２Ｍ 47/00 Ｆ 65/00 ３０８ 65/00 ３０８Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC01 AC09 AD12 BA28 CC06T CC08T CC08U CC14 CC66 CC67 CC68U CD26 CE13 CE22 DA01 DB07 DC01 DC03 DC04 DC05 DC14 DC15 DC18 3G301 HA02 JA24 JA37 JB07 JB09 JB10 KA07 KA08 KA09 KA21 KA24 KA25 KB07 LB17 MA11 MA18 MA23 NA01 NA03 NA04 NA05 NA08 NC02 NC08 ND02 ND41 NE17 PA17Z PB01Z PB03Z PB08A PB08B PB08Z PE01A PE01Z PE03Z PE04Z PE05Z PE08Z PF03Z PF16Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）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、（ｂ）吸入した燃料を加圧して前記蓄圧容器内に吐出す
る燃料供給ポンプと、（ｃ）噴射孔を開閉する弁体、この弁体を閉弁方向に付
勢する弁体付勢手段、前記弁体の背圧を制御する制御
室、およびこの制御室内の燃料を配管にリターンさせる
ことにより前記弁体を開弁方向に駆動する弁体駆動手段
を有し、前記蓄圧容器内に蓄圧された高圧燃料を内燃機
関の気筒内に噴射供給する燃料噴射弁と、（ｄ）前記燃料噴射弁の制御室から前記配管へリターン
するリターン背圧の異常上昇を検出した際に、安全性や
信頼性を高めるためのリターン背圧異常処理を実施する
燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とする蓄圧式燃
料噴射装置。
【請求項２】請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置にお
いて、少なくともエンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手
段を備え、前記リターン背圧の異常上昇を検出した際とは、前記エ
ンジン負荷が所定値以下で、且つ目標回転速度を維持す
るのに必要な噴射量に制御するアイドリング回転速度制
御時に、アイドリング回転速度と目標回転速度との偏差
に応じた噴射量補正量が所定値以上に増大した際である
ことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の蓄圧式燃
料噴射装置において、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、前記
蓄圧容器内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
前記内燃機関の運転条件または運転状態に応じて目標燃
料圧力を算出する燃料圧力決定手段とを備え、前記リターン背圧の異常上昇を検出した際とは、前記エ
ンジン負荷が所定値以上で、且つ前記蓄圧容器内の燃料
圧力と前記目標燃料圧力との偏差が所定値以上に増大し
た際であることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のうちいずれかに
記載の蓄圧式燃料噴射装置において、前記内燃機関の運転条件または運転状態に応じて指令噴
射量を算出する噴射量決定手段を備え、前記安全性や信頼性を高めるためのリターン背圧異常処
理を実施するとは、前記指令噴射量を所定値以下に制限
することであることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のうちいずれかに
記載の蓄圧式燃料噴射装置において、前記内燃機関の運転条件または運転状態に応じて指令噴
射量を算出する噴射量決定手段と、前記内燃機関の運転
条件または運転状態に応じて目標燃料圧力を算出する燃
料圧力決定手段と、前記指令噴射量と前記目標燃料圧力
とに応じて要求吐出量を算出する要求吐出量決定手段と
を備え、前記安全性や信頼性を高めるためのリターン背圧異常処
理を実施するとは、前記目標燃料圧力を所定値以下に制
限することであることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装
置。