JP2004225630A

JP2004225630A - 蓄圧式燃料噴射システム

Info

Publication number: JP2004225630A
Application number: JP2003015083A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Suyama; 博伸陶山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-08-12
Also published as: DE102004003316A1

Abstract

【課題】通常の運転中にサプライポンプの異常判定を実行させて、異常現象の兆候を積極的に早期に検出する。
【解決手段】エンジンの運転中にコモンレール室の目標圧力が下がる異常検出モードになると、サプライポンプに搭載される第１、第２プランジャポンプを圧送停止と圧送を交互に行わせるとともに、圧送量を少量に抑える。そして、燃料を圧送しないタイミング▲１▼〜▲３▼で読み取られたコモンレール圧から圧送時▲４▼の第１無圧送推定圧αを推定し、圧送時▲４▼における実圧α’とを比較する。そして、第１無圧送推定圧αより実圧α’の方が所定値以上高いと正常、所定値に満たないと異常と判定する。続いて、燃料を圧送しないタイミング▲５▼で読み取られたコモンレール圧から圧送時▲６▼の第２無圧送推定圧βを推定し、圧送時▲６▼における実圧β’とを比較する。そして、第２無圧送推定圧βより実圧β’の方が所定値以上高いと正常、所定値に満たないと異常と判定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄圧室に高圧燃料を圧送する高圧燃料圧送ポンプを搭載した蓄圧式燃料噴射システムに関するものであり、高圧燃料圧送ポンプのタイプや、燃料圧の調量方法を問わない発明である。
【０００２】
【従来の技術】
蓄圧式燃料噴射システムは、高圧燃料圧送ポンプ（以下、サプライポンプと称す）から蓄圧室（以下、コモンレールと称す）に高圧燃料を供給し、コモンレール内に蓄圧された高圧燃料をインジェクタから噴射する構成となっている。
サプライポンプに故障が発生してポンプ吐出量が不足するとインジェクタの噴射量不足、噴射圧（以下、コモンレール圧と称す）が低下し、内燃機関運転状態が悪化する。
【０００３】
サプライポンプに搭載される吸入調量弁（サクション・コントロール・バルブ：以下ＳＣＶと称す）の断線の有無を検出することによってＳＣＶの「電気的故障」を判定できる。
また、コモンレール圧は、コモンレール圧センサによってモニターされているため、コモンレール圧の低下を検出できる。このため、ＳＣＶの「電気的故障」以外におけるコモンレール圧の低下時には、「燃料漏れ診断」を行うことができる。
つまり、従来ではＳＣＶの「電気的故障」と「燃料漏れ診断」の２種の診断・判定を行うことができる（特許文献なし）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＳＣＶに異物が作用することでＳＣＶが固着異常を発生して、吸入不良による高圧燃料の圧送不良が発生する可能性がある。
この異常現象が発生して整備する場合、整備手段としては異常箇所を捕らえるために、異常現象が継続していることが要求される。しかし、単発的、偶発的に異常現象が発生するような異常現象が継続しない場合では、整備する際に異常現象が再現できず異常箇所の確認ができない。
このため、このように単発的、偶発的に異常現象が発生するような場合は、蓄圧式燃料噴射システムのどこに異常箇所があるのかの調査に多大な工数が必要となるため、調査・対策費用がかさんでしまう。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、通常の運転中にサプライポンプの異常判定を実行させて、異常現象の兆候を積極的に早期に検出する蓄圧式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の手段〕
請求項１の手段を採用する蓄圧式燃料噴射システムの異常検出手段は、インジェクタが燃料噴射せずに、蓄圧室の目標圧が低下して、燃料圧が降下する期間内に燃料圧送を実行して、燃料圧検出手段によって検出される燃料圧に、燃料圧送を実行した時の特徴が現れるか否かで高圧燃料圧送ポンプに圧送異常があるか否かを判定するものである。
即ち、コモンレール圧センサによって検出されるコモンレール圧（実圧）に圧送実行時の特徴が現れればサプライポンプに圧送異常がないと判定し、コモンレール圧センサによって検出されるコモンレール圧に圧送実行時の特徴が現れなければサプライポンプに圧送異常があると判定するものである。
【０００７】
上記の異常判定は、通常の運転中（インジェクタが燃料噴射しない期間）に実施されるものである。
このため、通常の運転中にサプライポンプの異常判定を実行させることによって、異常現象の兆候を積極的に早期に検出できる。
また、サプライポンプに単発的、偶発的な異常現象が発生するような場合であっても、異常発生を特定することができる（例えば、記憶装置に異常データを残したり、乗員にランプ等で知らせる等）。このため、再現性が困難な異常がサプライポンプに発生した場合であっても、サプライポンプに圧送異常が発生した旨を容易に判定することができる。
【０００８】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する蓄圧式燃料噴射システムの異常検出手段は、サプライポンプが燃料の圧送を実行しない期間内にコモンレール圧の変位を読み取って、ポンプ押切タイミングに無圧送であった場合のコモンレール圧を推定する。そして、推定される無圧送時のコモンレール圧と、実際に燃料を圧送した場合のコモンレール圧とを比較し、推定される無圧送時のコモンレール圧より、実際に燃料を圧送した場合のコモンレール圧が所定値以上高い場合に正常と判定し、所定値に満たない場合に圧送異常と判定するものである。
【０００９】
このため、請求項１の発明と同様、通常の運転中にサプライポンプの異常判定を実行させて、異常現象の兆候を積極的に早期に検出できる。また、サプライポンプに単発的、偶発的な異常現象が発生するような場合であっても、サプライポンプの異常を特定することができる。このため、再現性が困難な異常がサプライポンプに発生した場合であっても、容易に異常を判定できる。
【００１０】
また、請求項２の発明では、サプライポンプが複数の燃料圧送系を搭載し、各燃料圧送系の圧送タイミングがずれている場合、ポンプ押切タイミングでコモンレール圧が上昇しない箇所に異常が発生していることを検出できる。即ち、複数の燃料圧送系を搭載する場合は、圧送異常を発生している燃料圧送系を特定できる。
【００１１】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する蓄圧式燃料噴射システムの異常検出手段は、ポンプ押切タイミングのコモンレール圧が、その直前のコモンレール圧より上昇した場合に正常と判定し、ポンプ押切タイミングのコモンレール圧が、その直前のコモンレール圧より上昇しない場合に圧送異常と判定するものである。
【００１２】
このため、請求項１の発明と同様、通常の運転中にサプライポンプの異常判定を実行させて、異常現象の兆候を積極的に早期に検出できる。また、サプライポンプに単発的、偶発的な異常現象が発生するような場合であっても、サプライポンプの異常を特定することができる。このため、再現性が困難な異常がサプライポンプに発生した場合であっても、容易に異常を判定できる。
【００１３】
また、請求項２の発明と同様、サプライポンプが複数の燃料圧送系を搭載し、各燃料圧送系の圧送タイミングがずれている場合、ポンプ押切タイミングでコモンレール圧が上昇しない箇所に異常が発生していることを検出できる。即ち、複数の燃料圧送系を搭載する場合は、圧送異常を発生している燃料圧送系を特定できる。
【００１４】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する蓄圧式燃料噴射システムの異常検出手段は、コモンレール圧の降下の開始時から所定時間内に基準圧まで低下しない場合に正常と判定し、所定時間内に基準圧に低下した場合に圧送異常と判定するものである。
このため、請求項１の発明と同様、通常の運転中にサプライポンプの異常判定を実行させて、異常現象の兆候を積極的に早期に検出できる。また、サプライポンプに単発的、偶発的な異常現象が発生するような場合であっても、サプライポンプの異常を特定することができる。このため、再現性が困難な異常がサプライポンプに発生した場合であっても、容易に異常を判定できる。
【００１５】
また、サプライポンプが複数の燃料圧送系を搭載する場合は、コモンレール圧の降下の開始時から基準圧に低下するまでの時間が短いほど、サプライポンプに設けられた燃料圧送系の故障数が多いことを判定できる。即ち、複数の燃料圧送系を搭載する場合は、圧送異常を発生している燃料圧送系の数を特定できる。
【００１６】
〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用する蓄圧式燃料噴射システムは、サプライポンプの圧送異常を判定した際に、乗員にサプライポンプに圧送異常が発生した旨の表示を行う表示手段を作動させるとともに、異常内容を記憶装置に記憶させるものである。
これによって、圧送異常が発生してコモンレール圧が低下した状態の時に、燃料漏れではなく、サプライポンプに圧送異常が生じたことを乗員が知ることができる。また、記憶装置が異常内容を記憶しているため、サプライポンプに異常が再現されない場合であっても整備時など後日に異常内容を特定できる。
【００１７】
〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用する蓄圧式燃料噴射システムのエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと称す）は、異常検出手段によってサプライポンプの圧送異常を判定すると、インジェクタの最大噴射量を抑制するフル噴射量ガード制御を行う。
これによって、サプライポンプに故障が発生してポンプ吐出量が不足してコモンレール圧が低下した状態の時に、インジェクタから内燃機関に噴射される最大噴射量が抑えられることとなり、スモークの発生を抑制できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、複数の実施例と変形例を用いて説明する。
［第１実施例の構成］
第１実施例を図１〜図６を参照して説明する。まず、蓄圧式燃料噴射システムの構成を図２を参照して説明する。
【００１９】
蓄圧式燃料噴射システムは、例えばディーゼルエンジン（以下、エンジン）１に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール２、インジェクタ３、サプライポンプ４、ＥＣＵ５等から構成される。
【００２０】
コモンレール２は、インジェクタ３に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように燃料配管（高圧燃料流路）６を介して高圧燃料を吐出するサプライポンプ４の吐出口と接続されている。
なお、インジェクタ３からのリーク燃料は、リーク配管（燃料還流路）７を経て燃料タンク８に戻される。
また、コモンレール２から燃料タンク８へのリリーフ配管（燃料還流路）９には、プレッシャリミッタ１１が取り付けられている。このプレッシャリミッタ１１は圧力安全弁であり、コモンレール２内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール２の燃料圧を限界設定圧以下に抑える。
【００２１】
インジェクタ３は、エンジン１の各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものであり、コモンレール２より分岐する複数の分岐管の下流端に接続されて、コモンレール２に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する燃料噴射制御を行う電磁弁等を搭載する。
そして、インジェクタ３の電磁弁は、ＥＣＵ５から与えられる駆動電流によって噴射タイミングおよび噴射量が制御されるものであり、電磁弁の通電（ＯＮ）により高圧燃料を気筒内に噴射供給し、電磁弁の通電停止（ＯＦＦ）により燃料噴射を停止するものである。
【００２２】
サプライポンプ４を図３を参照して説明する。
このサプライポンプ４は、コモンレール２へ高圧燃料を圧送する燃料圧送系を２系統搭載する複数圧送タイプの燃料ポンプであり、フィードポンプ１２（図中では９０°展開した状態で開示される）、レギュレータバルブ１３、および第１、第２燃料圧送系を備える。
この実施例の第１、第２燃料圧送系は、それぞれに第１、第２吸入調量弁（以下、第１、第２ＳＣＶ）１５ａ、１５ｂ、第１、第２吸入弁１６ａ、１６ｂ、第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂ、第１、第２吐出弁１８ａ、１８ｂを備える。
【００２３】
フィードポンプ１２は、燃料タンク８から燃料を吸引して第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂへ送る低圧ポンプであり、カムシャフト１９によって回転駆動されるベーンポンプによって構成される。このフィードポンプ１２が駆動されると、燃料入口２１から吸引されてフィルタ２２を通過した燃料が第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂおよび第１、第２吸入弁１６ａ、１６ｂを介して第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂに供給される。
なお、カムシャフト１９はポンプ駆動軸であり、図２に示されるように、エンジン１のクランク軸２３によって回転駆動されるものである。
【００２４】
レギュレータバルブ１３は、フィードポンプ１２の吐出側と供給側とを連通する燃料流路２４に配置されて、フィードポンプ１２の吐出圧が所定圧に上昇すると開弁して、フィードポンプ１２の吐出圧が所定圧を超えないようにするものである。
【００２５】
第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂは、フィードポンプ１２から第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂへ燃料を導く第１、第２燃料通路２５ａ、２５ｂに配置されて、第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂの第１、第２加圧室２６ａ、２６ｂ（第１、第２プランジャ室）に吸入される燃料の吸入量を調整して、第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂの圧送する燃料の吐出量を調整し、コモンレール圧を変更・調整するものである。
【００２６】
この第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂは、フィードポンプ１２から第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂへ燃料を導く流路の開度を変更する第１、第２バルブ２７ａ、２７ｂと、ＥＣＵ５から与えられる駆動電流によって第１、第２バルブ２７ａ、２７ｂの弁開度を調整するための第１、第２リニヤソレノイド２８ａ、２８ｂとを有するものであり、この実施例では第１、第２リニヤソレノイド２８ａ、２８ｂが通電されると弁開度が全開状態（第１、第２加圧室２６ａ、２６ｂへ燃料が吸引される状態）となるノーマリクローズタイプのものを採用している。第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂの具体的なＯＮ−ＯＦＦ動作を、図４に示す。
【００２７】
第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂは、第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂから供給された燃料を高圧に圧縮して吐出する対向ストローク型の高圧ポンプであり、第１プランジャポンプ１７ａと第２プランジャポンプ１７ｂとが交互に燃料の圧送を行うものである。
この第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂは、カムシャフト１９によって回転駆動される略円筒形状を呈した筒状カム３１と、この筒状カム３１の内周面に形成された拡径と縮径を連続的に繰り返すカム面に押し付けられて往復駆動される第１、第２プランジャ３２ａ、３２ｂとを備える。
【００２８】
筒状カム３１の内周面に形成されたカム面は、筒状カム３１が１回転することで第１、第２プランジャ３２ａ、３２ｂを２往復させるものであり、クランク軸２３の１回転に対してカムシャフト１９が１／２回転するように設けられているため、クランク軸２３が１回転すると第１、第２プランジャ３２ａ、３２ｂが１往復するようになっている。
また、第１、第２プランジャ３２ａ、３２ｂの対向中心である第１、第２加圧室２６ａ、２６ｂは、第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂから燃料の供給圧を受けるようになっており、第１、第２加圧室２６ａ、２６ｂへの燃料の供給圧によって第１、第２プランジャ３２ａ、３２ｂがカム面に押し付けられて、筒状カム３１の回転に伴って往復駆動する。
【００２９】
第１、第２吸入弁１６ａ、１６ｂは、第１、第２加圧室２６ａ、２６ｂで加圧された高圧燃料が第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂに逆流するのを防ぐ逆止弁であり、第１、第２吐出弁１８ａ、１８ｂは、サプライポンプ４から吐出された高圧燃料がサプライポンプ４内に逆流するのを防ぐ逆止弁である。
【００３０】
サプライポンプ４の作動を図４のタイムチャートを参照して説明する。
カムシャフト１９の回転を受けて筒状カム３１が回転すると、筒状カム３１の内周面に形成されたカム面の拡径（カムリフト下降）と縮径（カムリフト上昇）の繰り返しによって第１、第２プランジャ３２ａ、３２ｂが交互に往復動する。第１、第２プランジャ３２ａ、３２ｂのカムリフトの具体的な変化を図４に示す。
なお、図１、図４では、第１プランジャ３２ａのカムリフトの変化を「第１プランジャ側カムリフト」として示し、第２プランジャ３２ｂのカムリフトの変化を「第２プランジャ側カムリフト」として示している。
【００３１】
第１プランジャポンプ１７ａの吸入動作時（カムリフト下降時）に、ＥＣＵ５によって第１ＳＣＶ１５ａに適切な時間のパルス信号が与えられると、そのパルス信号が与えられた時間（開弁時間）に応じた燃料が第１加圧室２６ａに供給され、その供給圧によって２つの第１プランジャ３２ａが互いに径方向に離間する。
続いて、第１プランジャポンプ１７ａの圧送動作時（カムリフト上昇時）は、第１加圧室２６ａの圧力が上昇して第１吸入弁１６ａが閉弁する。そして、第１加圧室２６ａで加圧された圧力が所定圧力に達すると第１吐出弁１８ａが開弁して第１加圧室２６ａで加圧された高圧燃料がコモンレール２へ向けて供給される。その後、第１プランジャポンプ１７ａは、再び第１プランジャ３２ａの吸入動作を開始する。
【００３２】
一方、第２プランジャポンプ１７ｂは、第１プランジャポンプ１７ａに対して、作動位相が１８０度ずれたタイミングで吸入動作と圧送動作を行う。つまり、第１プランジャポンプ１７ａが吸入動作から圧送動作に切り替わる際に、第２プランジャポンプ１７ｂが吸入動作を開始し、第１プランジャポンプ１７ａが圧送動作から吸入動作に切り替わる際に、第２プランジャポンプ１７ｂが圧送動作を開始する。
【００３３】
この第２プランジャポンプ１７ｂの吸入動作時（カムリフト下降時）に、ＥＣＵ５によって第２ＳＣＶ１５ｂに適切な時間のパルス信号が与えられると、そのパルス信号が与えられた時間（開弁時間）に応じた燃料が第２加圧室２６ｂに供給され、その供給圧によって２つの第２プランジャ３２ｂが互いに径方向に離間する。
続いて、第２プランジャポンプ１７ｂの圧送動作時（カムリフト上昇時）は、第２加圧室２６ｂの圧力が上昇して第２吸入弁１６ｂが閉弁する。そして、第２加圧室２６ｂで加圧された圧力が所定圧力に達すると第２吐出弁１８ｂが開弁して第２加圧室２６ｂで加圧された高圧燃料がコモンレール２へ向けて供給される。その後、第２プランジャポンプ１７ｂは、再び第２プランジャ３２ｂの吸入動作を開始する。
【００３４】
ＥＣＵ５は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびセンサ類から読み込まれたデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、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、ＳＣＶ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た周知構造のものである。そして、ＥＣＵ５に読み込まれたセンサ類のデータ（車両の運転状態等）に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。
【００３５】
このＥＣＵ５には、車両の運転状態等を検出するセンサ類として、アクセル開度を検出するアクセルセンサ４１、エンジン回転数パルス（図４中のＮＥパルサ位相）を検出する回転数センサ４２、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ４３、エンジン１に吸入される吸気温度を検出する吸気温度センサ４４、コモンレール圧を検出するコモンレール圧センサ４５、インジェクタ３からのリーク燃料温度を検出する燃料温度センサ４６およびその他のセンサ類４７が接続されている。
【００３６】
ＥＣＵ５は、ＣＰＵで求めた各インジェクタ指令値に応じて各インジェクタ３の電磁弁にＯＮ−ＯＦＦ制御のための駆動パルス（図４中のＴＷＶ駆動パルスＴＱ）を与えるインジェクタ駆動回路（図示しない）を制御するとともに、ＣＰＵで求めたＳＣＶ指令値に応じて第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂに開弁制御のための駆動パルス（図１、図４中の第１、第２ＳＣＶ駆動パルス）を与えるＳＣＶ駆動回路（図示しない）を制御するものである。
【００３７】
また、ＥＣＵ５は、ＣＰＵで求めた指令値に応じて、ＥＧＲ用アクチュエータ（図示せず）、吸気スロットル（図示せず）、可変ノズルターボ（図示せず）等のアクチュエータ類に駆動電流を与えるものであるエンジン制御用アクチュエータ駆動回路（図示しない）や、警告ランプ等の表示手段（図示しない）を制御するものである。
【００３８】
［第１実施例の特徴］
この実施例のＥＣＵ５には、エンジン１の運転中において所定の運転状態（以下、異常検出モードと称す）となった場合に、サプライポンプ４の圧送異常を判定する異常検出手段の機能が設けられている。
ここで、異常検出モードとは、図１に示されるように、インジェクタ３が燃料噴射せずに、コモンレール２の目標圧力が下がる期間であり、各インジェクタ３等の静的な燃料リークによってコモンレール圧が降下する期間内である。このように設けることにより、コモンレール圧が降下する変位を基に圧送異常の判定を実施できる。
【００３９】
異常検出手段は、エンジン１の運転中において異常検出モードが成立したか否かを判定する診断条件判定手段の他に、ＳＣＶ作動制限手段と、無圧送時圧力推定手段と、比較判定手段とを備える。
【００４０】
ＳＣＶ作動制限手段は、異常検出モードになると、第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂの制御によって第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂのそれぞれの作動を圧送停止と圧送とが交互に行われるようにするものであり、且つ圧送時であっても圧送量を少量に抑えるものである。
具体的には、図５に示すようにエンジン１の運転中に異常検出モードが成立した時点（図中、診断開始条件成立）で、異常検出モード中のコモンレール圧の変化を下記演算式（圧力変化の算出式）により推定し、予想される圧力降下量と同様、またはそれ以上となるポンプ圧送量（図中、ΔＰ）、即ち第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂの駆動信号（吸入角ＴＦＥ）を算出するものである。
【００４１】
異常検出モード中のコモンレール圧の変化は次式により求められる。
ΔＰ＝Ｅ（ΔＶ／Ｖ）
Ｅ：燃料温度と実圧を考慮した燃料の弾性係数
Ｖ：高圧配管容積
ΔＶ：（ポンプ幾何学的吐出量−インジェクタ静リーク量）≧所定値
【００４２】
上記インジェクタ静リーク量ＱＩＬＳ（３６０°ＣＡ）は、次式により求められる。
ＱＩＬＳ＝（−３．１＋０．１１９＊ｔＮＰＣＬ）＊（２０００／ＮＥ）＊ＥＴＨＦ＊（気筒数／２）
ｔＮＰＣＬ：漏れ量計算に使用する圧力
ＥＴＨＦ：燃料温度補正係数
なお、６気筒エンジンの場合、７２０°ＣＡ（ＣＡ：クランクアングル）におけるインジェクタ３の１本当たりのリーク量は、１２０°ＣＡにおける６本のインジェクタ３のリーク量と同じである。
圧送量の演算から圧力上昇までには、吸入から圧縮工程までの時間（角度変化）があるため、実際にはその時間を考慮してΔＶを補正する必要がある。
そして、ΔＶを元に吸入角ＴＦＥを算出する。
【００４３】
無圧送時圧力推定手段は、サプライポンプ４が燃料の圧送を実行しない期間内にコモンレール圧の変位を読み取って、サプライポンプ４が燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミング（第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂが燃料を圧送しきった直後のタイミングに相当する）に無圧送であった場合のコモンレール圧を推定する手段である。
【００４４】
具体的には、回転数センサ４２の発生するＮＥパルサ位相が第１パルス（図４参照）を発生する毎に、ＥＣＵ５がコモンレール圧センサ４５からコモンレール圧（実圧）を読み取る。
そして、異常検出手段は、第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂが燃料を圧送しないタイミングで読み取られたコモンレール圧から、第１プランジャポンプ１７ａまたは第２プランジャポンプ１７ｂが燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミングに無圧送であった場合のコモンレール圧を推定する。
【００４５】
この無圧送時圧力推定手段の具体的な作動を図１を参照して説明する。
異常検出モードになると、第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂが燃料を圧送しないタイミング▲１▼〜▲３▼で読み取られた各コモンレール圧（実圧）から、次に燃料の圧送を行う例えば第１プランジャポンプ１７ａが、燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミング▲４▼に無圧送であった場合におけるコモンレール圧（以下、第１無圧送推定圧αと称す）を推定する。この無圧送推定圧を図１中の白丸として示す。
【００４６】
続いて、第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂが燃料を圧送しないタイミング▲５▼で読み取られたコモンレール圧の変位から、次に燃料の圧送を行う例えば第２プランジャポンプ１７ｂが、燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミング▲６▼に無圧送であった場合におけるコモンレール圧（以下、第２無圧送推定圧βと称す）を推定する。この無圧送推定圧も図１中の白丸として示す。
上記の演算の実行により、第１、第２無圧送推定圧α、βが求められる。
【００４７】
比較判定手段は、上記で求められた第１、第２無圧送推定圧α、βと、サプライポンプ４が燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミングで実際に燃料を圧送した場合におけるコモンレール圧（実圧α’、β’）とを比較する。そして、第１無圧送推定圧αあるいは第２無圧送推定圧βより、実際にコモンレール圧センサ４５によって読み取られたコモンレール圧（実圧α’、β’）の方が予め設定された所定値以上高い場合にはサプライポンプ４が正常と判定する。しかるに、所定値に満たない場合には、サプライポンプ４に圧送異常が発生していると判定する。
【００４８】
この比較判定手段の具体的な動作を図１を参照して説明する。
ポンプ押切タイミング▲４▼の時の第１無圧送推定圧α（上述した無圧送時圧力推定手段で算出された値）と、ポンプ押切タイミング▲４▼で読み取られたコモンレール圧（実圧α’）とを比較し、第１無圧送推定圧αより実圧α’の方が所定値以上高い場合は、第１燃料圧送系が正常と判定する。しかるに、所定値に満たない場合は、第１燃料圧送系に圧送異常が発生していると判定する。
次に、ポンプ押切タイミング▲６▼の時の第２無圧送推定圧β（上述した無圧送時圧力推定手段で算出された値）と、ポンプ押切タイミング▲６▼で読み取られたコモンレール圧（実圧β’）とを比較し、第２無圧送推定圧βより実圧β’の方が所定値以上高い場合は、第２燃料圧送系が正常と判定する。しかるに、所定値に満たない場合は、第２燃料圧送系に圧送異常が発生していると判定する。
【００４９】
次に、上述した異常検出手段の制御を図６のフローチャートを参照して説明する。
エンジン１の運転中にこの制御ルーチンに侵入すると（スタート）、異常検出モードが成立するか否かを判断する（ステップＳ１：上述した診断条件判定手段の作動）。
具体的にこのステップＳ１では、（１）エンジン１が減速中であり、（２）コモンレール２の目標圧力が所定圧より高く、（３）コモンレール圧センサ４５によって検出されるコモンレール圧が所定圧より高く、（４）エンジン回転数が所定回転数より高く、（５）燃料温度が所定温度範囲内であり、（６）インジェクタ３が燃料を噴射しない無噴射時であり、上記（１）〜（６）が全て成立する状態が所定時間以上継続するか否かを判断することにより、診断開始の条件が成立したか否かの判断を行う。
【００５０】
このステップＳ１の判断結果がＮＯ（否成立）の場合は、通常の運転ロジックで燃料噴射制御を実施し（ステップＳ６）、その後本制御ルーチンを終了する（エンド）。
【００５１】
ステップＳ１の判断結果がＹＥＳ（成立）の場合は、予想されるコモンレール圧の降下量と同等か、それ以上の燃料を圧送するように開弁時間を算出し、第１プランジャポンプ１７ａのカムリフトが下降する際に、その開弁時間に応じたパルス信号を第１ＳＣＶ１５ａに与える（ステップＳ２：上述したＳＣＶ作動制限手段の作動）。
【００５２】
次に、第１プランジャポンプ１７ａが燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミング（図１中、▲４▼参照）に無圧送であった場合の第１無圧送推定圧αと、第１プランジャポンプ１７ａが燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミング（図１中、▲４▼参照）で実際に燃料を圧送した場合のコモンレール圧センサ４５が読み取ったコモンレール圧（実圧α’）とを比較し、第１無圧送推定圧αより実圧α’の方が所定値以上高い場合は、第１燃料圧送系が正常と判定する。しかるに、所定値に満たない場合は、第１燃料圧送系に圧送異常が発生していると判定する（ステップＳ３：上述した比較判定手段の作動）。
【００５３】
次に、予想されるコモンレール圧の降下量と同等か、それ以上の燃料を圧送するように開弁時間を算出し、第２プランジャポンプ１７ｂのカムリフトが下降する際に、その開弁時間に応じたパルス信号を第２ＳＣＶ１５ｂに与える（ステップＳ４：上述したＳＣＶ作動制限手段の作動）。
【００５４】
次に、第２プランジャポンプ１７ｂが燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミング（図１中、▲６▼参照）に無圧送であった場合の第２無圧送推定圧βと、第２プランジャポンプ１７ｂが燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミング（図１中、▲６▼参照）で実際に燃料を圧送した場合のコモンレール圧センサ４５が読み取ったコモンレール圧（実圧β’）とを比較し、第２無圧送推定圧βより実圧β’の方が所定値以上高い場合は、第２燃料圧送系が正常と判定する。しかるに、所定値に満たない場合は、第２燃料圧送系に圧送異常が発生していると判定する（ステップＳ５：上述した比較判定手段の作動）。その後は、ステップＳ６の通常の運転ロジックへ進んで通常の燃料噴射制御を実施する。
【００５５】
本実施例の蓄圧式燃料噴射システムでは、第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂに異物が作用することで第１ＳＣＶ１５ａまたは第２ＳＣＶ１５ｂに固着異常が発生して圧送異常が発生した場合、第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂに異物が作用して固着異常が発生した場合、第１燃料圧送系あるいは第２燃料圧送系の燃料通路に異物が作用して圧送異常が発生した場合等に、ＥＣＵ５の異常検出手段が第１燃料圧送系あるいは第２燃料圧送系の圧送異常を検出する。この時、ＥＣＵ５は警告ランプ（表示手段の一例に相当する：図示しない）を点灯させ、乗員にサプライポンプ４の燃料圧送系に異常が発生した旨の表示を行うとともに、インジェクタ３の最大噴射量を抑制するフル噴射量ガード制御（所謂、フルＱガード）を行う。
このように、サプライポンプ４に搭載された第１、第２燃料圧送系の一方または両方に圧送異常がある時に、その旨を乗員が知ることができるため、コモンレール圧の低下を燃料漏れと誤判断する不具合がない。
【００５６】
また、本実施例の蓄圧式燃料噴射システムでは、ＥＣＵ５の異常検出手段が、第１燃料圧送系あるいは第２燃料圧送系の圧送異常を検出した際、ＥＣＵ５の記憶装置に、異常が発生した内容を記憶するように設けられている。
このため、単発的、偶発的に異常現象が発生するような場合で、整備工場で整備される際に異常現象が再現されない場合であっても、記憶装置に記憶されたデータから異常内容を容易に把握できる。
【００５７】
さらに、本実施例の蓄圧式燃料噴射システムでは、エンジン１の運転中において異常判定に適した運転状態になると異常判定を行うようになっている。これによって、圧送異常の兆候を積極的に早期に検出できるため、蓄圧式燃料噴射システムの信頼性を高めることができる。
【００５８】
［第２実施例］
第２実施例を図７を参照して説明する。なお、以下の各実施例において、上記第１実施例と同一符号は同一機能物を示すものである。
この第２実施例は、上述した第１実施例における無圧送時圧力推定手段を廃止し、比較判定手段の演算プログラムを変更したものである。
【００５９】
この第２実施例の比較判定手段は、コモンレール圧の変位を読み取り、サプライポンプ４が燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミング（図７中、▲４▼、▲６▼参照）のコモンレール圧が、その直前におけるサプライポンプ４が燃料の圧送を実行しないタイミング（図７中、▲３▼、▲５▼参照）のコモンレール圧より上昇した場合に正常と判定するものであり、逆に、サプライポンプ４が燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミングのコモンレール圧が、その直前におけるサプライポンプ４が燃料の圧送を実行しないタイミングのコモンレール圧より上昇しない場合に圧送異常と判定するものである。
【００６０】
この比較判定手段の具体的な動作を図７を参照して説明する。
第１プランジャポンプ１７ａが燃料を圧送したポンプ押切タイミング▲４▼で読み取られたコモンレール圧（実圧）が、その直前の第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂが燃料を圧送しないタイミング▲３▼で読み取られたコモンレール圧より上昇した場合は、第１プランジャポンプ１７ａ、第１ＳＣＶ１５ａを含む第１燃料圧送系が正常であると判定する。逆に、ポンプ押切タイミング▲４▼で読み取られたコモンレール圧（実圧）が、タイミング▲３▼で読み取られたコモンレール圧より降下した場合は、第１プランジャポンプ１７ａ、第１ＳＣＶ１５ａを含む第１燃料圧送系に異常がある、即ち第１燃料圧送系に圧送異常があると判定する。
【００６１】
また、第２プランジャポンプ１７ｂが燃料を圧送したポンプ押切タイミング▲６▼で読み取られたコモンレール圧（実圧）が、その直前の第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂが燃料を圧送しないタイミング▲５▼で読み取られたコモンレール圧より上昇した場合は、第２プランジャポンプ１７ｂ、第２ＳＣＶ１５ｂを含む第２燃料圧送系が正常であると判定する。逆に、ポンプ押切タイミング▲６▼で読み取られたコモンレール圧（実圧）が、タイミング▲５▼で読み取られたコモンレール圧より降下した場合は、第２プランジャポンプ１７ｂ、第２ＳＣＶ１５ｂを含む第２燃料圧送系に異常がある、即ち第２燃料圧送系に圧送異常があると判定する。
【００６２】
このように設けられても、第１実施例と同様の効果が得られる。また、第１実施例における無圧送時圧力推定手段を廃止できるため、ＥＣＵ５の演算負荷を低減できる効果がある。
【００６３】
［第３実施例］
第３実施例を図８を参照して説明する。
この第３実施例は、第１実施例における無圧送時圧力推定手段を廃止して代わりに基準圧低下時間算出手段を用いるとともに、比較判定手段の演算プログラムを変更したものである。
【００６４】
基準圧低下時間算出手段は、異常検出モードが開始された時点（図中、目標圧の低下時）で、その時のエンジン回転数等に基づいて、無圧送時間Ｔ１、片肺圧送時間Ｔ２、両側圧送時間Ｔ３を算出するものである。
無圧送時間Ｔ１は、第１、第２燃料圧送系の両方が燃料を圧送しない状態を想定した場合において、コモンレール圧が基準圧まで低下する時間である。
片肺圧送時間Ｔ２は、第１、第２燃料圧送系の片方が燃料を圧送しない状態を想定した場合において、コモンレール圧が基準圧まで低下する時間である。
両側圧送時間Ｔ３は、第１、第２燃料圧送系の両方が燃料を圧送する状態を想定した場合において、コモンレール圧が基準圧まで低下する時間である。
【００６５】
比較判定手段は、コモンレール圧センサ４５で読み込んだコモンレール圧（実圧）が、異常検出モードが開始されてから無圧送時間Ｔ１で基準圧に低下した場合は、第１、第２燃料圧送系の両方の燃料圧送系が燃料を圧送していない圧送異常であると判断する。
また、異常検出モードが開始されてから片肺圧送時間Ｔ２で基準圧に低下した場合は、第１、第２燃料圧送系のどちらか一方の燃料圧送系が燃料を圧送していない圧送異常であると判断する。
さらに、異常検出モードが開始されてから両側圧送時間Ｔ３で基準圧に低下した場合は、第１、第２燃料圧送系の両方が正常であると判断する。なお、片肺圧送時間Ｔ２が経過してもコモンレール圧センサ４５で検出されるコモンレール圧が基準圧に満たない場合は正常と判断しても良い。
なお、実際には、クランク角に同期してコモンレール圧を読み込むため、異常検出モードの開始から読み込まれたコモンレール圧（実圧）が基準圧以下になった時までの経過時間で判断されるものである。
【００６６】
この実施例のように設けられても、第１実施例と同様の効果を得ることができる。また、コモンレール圧の降下の開始時から基準圧に低下するまでの時間の長さで異常発生している燃料圧送系の数を特定できるため、ＥＣＵ５の演算負荷を低減できる効果がある。
【００６７】
［変形例］
上記の実施例では、複数の燃料圧送系を搭載するサプライポンプ４の一例として、複数の燃料圧送系に応じたＳＣＶ（第１、第２ＳＣＶ１５ａ、１５ｂ）を搭載する例を示した。これに対し、複数の燃料圧送系を搭載するが、図９に示すように、１つのＳＣＶ１５を搭載するものでも良い。
ここで図９に示すサプライポンプ４を簡単に説明する。なお、実施例のサプライポンプ４と同一機能物は同一符号を附して説明を省略する。
【００６８】
図９のサプライポンプ４に搭載される第１、第２プランジャポンプ１７ａ、１７ｂは、カムシャフト１９のエキセンカム５１の周囲に装着されたカムリング５２にスプリング５３によって押し付けられるものであり、カムシャフト１９が回転するとカムリング５２の偏心動作に伴って第１、第２プランジャ３２ａ、３２ｂが往復動し、第１、第２加圧室２６ａ、２６ｂが燃料の吸入と圧送を交互に行うものである。また、このサプライポンプ４は、共通化したＳＣＶ１５および吐出弁１８を用いたものであり、フィードポンプ１２としてベーンポンプを採用したものである。
【００６９】
上記の実施例では２つの燃料圧送系を有するサプライポンプ４を搭載する蓄圧式燃料噴射システムに本発明を適用する例を示したが、燃料圧送系が３つ以上のサプライポンプ４を搭載する蓄圧式燃料噴射システムに本発明を適用したり、燃料圧送系が１つのサプライポンプ４を搭載する蓄圧式燃料噴射システムに本発明を適用しても良い。
【００７０】
上記の実施例では、高圧燃料の蓄圧室として、独立したコモンレール２を搭載する例を示した。これに対し、蓄圧室を高圧燃料ポンプに搭載する蓄圧式燃料噴射システム、例えば分配型の燃料噴射ポンプを搭載する蓄圧式燃料噴射システムに本発明を適用しても良い。
【００７１】
上記の実施例では、蓄圧室の燃料圧を調整する手段としてＳＣＶを用いた例を示したが、例えば分配型燃料噴射ポンプの場合のように、タイマ装置など他の調量調圧手段によって蓄圧室に蓄えられる燃料圧を調整するタイプの燃料噴射ポンプを搭載する蓄圧式燃料噴射システムに本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】作動説明のためのタイムチャートである（第１実施例）。
【図２】蓄圧式燃料噴射システムの概略図である（第１実施例）。
【図３】サプライポンプの断面図である（第１実施例）。
【図４】作動説明のためのタイムチャートである（第１実施例）。
【図５】異常検出モード中における圧送量算出の説明図である（第１実施例）。
【図６】圧送異常を検出するフローチャートである（第１実施例）。
【図７】作動説明のためのタイムチャートである（第２実施例）。
【図８】作動説明のためのタイムチャートである（第３実施例）。
【図９】蓄圧式燃料噴射システムの概略図である（変形例）。
【符号の説明】
２コモンレール（蓄圧室）
３インジェクタ
４サプライポンプ（高圧燃料圧送ポンプ）
５ＥＣＵ（異常検出手段が搭載されたエンジンコントロールユニット）
６燃料配管（高圧燃料流路）
４５コモンレール圧センサ（燃料圧検出手段）

Claims

（ａ）高圧燃料を蓄える蓄圧室と、
（ｂ）この蓄圧室に蓄圧された高圧燃料を噴射するインジェクタと、
（ｃ）前記蓄圧室に高圧燃料を圧送する高圧燃料圧送ポンプと、
（ｄ）前記蓄圧室に蓄えられる燃料圧、あるいは前記高圧燃料圧送ポンプから前記蓄圧室に至る高圧燃料流路における燃料圧を検出する燃料圧検出手段と、
（ｅ）前記インジェクタが燃料噴射せずに、前記蓄圧室の目標圧が低下して、燃料圧が降下する期間内に燃料圧送を実行して、前記燃料圧検出手段によって検出される燃料圧に、燃料圧送を実行した時の特徴が現れるか否かで前記高圧燃料圧送ポンプに圧送異常があるか否かを判定する異常検出手段と、
を備える蓄圧式燃料噴射システム。
請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、
前記異常検出手段は、前記高圧燃料圧送ポンプが燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミングで実際に燃料を圧送した場合における燃料圧と無圧送であった場合の同じ位相における推定燃料圧とを比較し、
推定される無圧送時の燃料圧より、実際に燃料を圧送した場合の燃料圧が所定値以上高い場合に正常と判定し、前記所定値に満たない場合に圧送異常と判定することを特徴とする蓄圧式燃料噴射システム。
請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、
前記異常検出手段は、燃料圧の変位を読み取り、前記高圧燃料圧送ポンプが燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミングの燃料圧が、その直前における前記高圧燃料圧送ポンプが燃料の圧送を実行しないタイミングの燃料圧より上昇した場合に正常と判定し、
前記高圧燃料圧送ポンプが燃料の圧送を実行したポンプ押切タイミングの燃料圧が、その直前における前記高圧燃料圧送ポンプが燃料の圧送を実行しないタイミングの燃料圧より上昇しない場合に圧送異常と判定することを特徴とする蓄圧式燃料噴射システム。
請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、
前記異常検出手段は、燃料圧の降下の開始時から所定時間内に基準圧まで低下しない場合に正常と判定し、燃料圧の降下の開始時から所定時間内に基準圧に低下した場合に圧送異常と判定することを特徴とする蓄圧式燃料噴射システム。
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、
前記異常検出手段は、前記インジェクタの噴射時期および噴射量を制御するとともに、前記高圧燃料圧送ポンプの吐出量を制御することによって燃料圧を制御するエンジンコントロールユニットに搭載されるものであり、
このエンジンコントロールユニットは、前記異常検出手段が圧送異常を判定した際に、乗員に前記高圧燃料圧送ポンプの燃料圧送系に異常が発生した旨の表示を行う表示手段を作動させるとともに、異常が発生した内容を記憶装置に記憶させることを特徴とする蓄圧式燃料噴射システム。
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、
前記異常検出手段は、
前記インジェクタの噴射時期および噴射量を制御するとともに、前記高圧燃料圧送ポンプの吐出量を制御することによって燃料圧を制御するエンジンコントロールユニットに搭載されるものであり、
このエンジンコントロールユニットは、前記異常検出手段が圧送異常を判定した際に、前記インジェクタの最大噴射量を抑制するフル噴射量ガード制御を行うことを特徴とする蓄圧式燃料噴射システム。