JP2006077709A - コモンレール式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 実レール圧が略大気圧に低下している時にレール圧センサの値が大気圧の範囲内にあるか否かを判定することで、レール圧センサの異常を診断する技術では、エンジンの運転中に異常診断が実施できず、運転中に異常を素早く検出することができない。
【解決手段】 レール圧センサによって実際に検出される検出低下量ＰＣ２と、インジェクタ３の噴射による推定低下量ＰＣ１とを比較して、レール圧センサの特性異常を判定するため、エンジン１の運転中にレール圧センサの異常診断を実施でき、触媒のダメージ防止を含めた適切なフェイルセーフを実施できる。また、排気温度センサによって実際に検出される検出排気温度ＴＧｉと、運転状態から推定される推定排気温度ＴＧ１とを比較することで、レール圧センサの特性異常と、燃料漏れとを、正しく層別することができる。これによって、より適切なフェイルセーフを実施できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コモンレール式燃料噴射装置に関するものであり、特にコモンレールに蓄圧されたレール圧（燃料圧力）の検出を行うレール圧センサの出力異常（特性異常）の検出に関わる。

コモンレール式燃料噴射装置は、レール圧センサの検出する検出レール圧ＰＣｉが、内燃機関（以下、エンジン）の運転状態に応じて求められる目標レール圧ＰＣ０と一致するように高圧ポンプの燃料の吐出量が制御される。
ここで、レール圧センサからＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略：制御装置に相当する）へ与えられる検出レール圧ＰＣｉが、万が一、何らかの要因（例えばレール圧センサの出力を増幅してＥＣＵへ与える増幅回路の故障等）で変化することを想定すると、異常な検出レール圧ＰＣｉに目標レール圧ＰＣ０を一致させる制御が実施されるため、インジェクタから噴射される実噴射量Ｑｉが目標噴射量Ｑ０よりズレる不具合が生じる。

レール圧センサの出力異常による具体的な不具合を図２（ａ）を参照して説明する。
レール圧センサのセンサ出力（検出レール圧ＰＣｉ）が正常な場合は、実レール圧に対し、図中実線Ａに示す特性であるとする。
レール圧センサのセンサ出力（検出レール圧ＰＣｉ）が異常な場合は、図中実線Ｂに示すように正常時よりも高いセンサ出力を発生する場合と、図中実線Ｃに示すように正常時よりも低いセンサ出力を発生する場合とがある。

図中実線Ｂに示すようにレール圧センサのセンサ出力が正常時よりも高い場合、検出レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０と一致するように高圧ポンプの燃料の吐出量が制御される結果、実レール圧ＪＰは目標レール圧ＰＣ０より低下することになるため、インジェクタから噴射される実噴射量Ｑｉが目標噴射量Ｑ０より低下する不具合が発生する。
逆に、図中実線Ｃに示すようにレール圧センサのセンサ出力が正常時よりも低い場合、検出レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０と一致するように高圧ポンプの燃料の吐出量が制御される結果、実レール圧ＪＰは目標レール圧ＰＣ０より上昇することになるため、インジェクタから噴射される実噴射量Ｑｉが目標噴射量Ｑ０より増加する不具合が発生する。

そこで、エンジンが停止してから所定時間以上経過している場合は、実レール圧ＪＰが略大気圧に低下していると想定できることを利用して、エンジン停止後に所定時間以上経過している場合のエンジンの再始動時に、高圧ポンプが作動する前の検出レール圧ＰＣｉが所定の大気圧範囲内にあるか否かを判断することで、レール圧センサの異常を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、上記に示したレール圧センサの異常診断は、レール圧の低圧側（大気圧付近）でしか実施することができず、レール圧が高圧時のセンサ異常は検出することができない。
また、レール圧センサの異常診断は、エンジンの停止中（高圧ポンプが作動する前）に行う必要があり、エンジンの運転中にレール圧センサの異常診断を実施することができない。
特に、近年では、排気ガス浄化の強化を背景にＤＰＦなどの触媒が導入されており、実噴射量Ｑｉの異常による触媒へのダメージ（噴射多過異常による過昇温による触媒の割れの発生や、噴射不足異常による燃料添加量不足での触媒効率の低下）が懸念される。その実噴射量Ｑｉの異常の対処を素早く行うためにも、レール圧センサの特性異常を素早く検出する要求があり、エンジンの運転中で、レール圧が高い状態でもレール圧センサの異常診断を実施することが望まれる。
特開２００３−２２２０４５号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの運転中で、レール圧が高い状態でもレール圧センサの異常診断を実施することができるコモンレール式燃料噴射装置の提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の制御装置は、インジェクタの噴射によって低下するレール圧の推定低下量ＰＣ１を算出して、レール圧センサによって検出されるレール圧の検出低下量ＰＣ２と、低下量推定手段の算出した推定低下量ＰＣ１とを、第１判定手段が直接的または間接的に比較してレール圧センサの異常を含んで判定する。
このように、レール圧センサによって検出されるレール圧の検出低下量ＰＣ２と、インジェクタの噴射に基づく推定低下量ＰＣ１とを比較してレール圧センサの異常を判定するものであるため、エンジンの運転中で、レール圧が高い状態でもレール圧センサの異常診断を実施することができる。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の制御装置における第１判定手段は、検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲より少ない場合に噴射不足異常と判定し、検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲より多い場合に噴射多過異常と判定するものである。
このように、エンジンの運転中でレール圧が高い状態において、噴射不足異常（検出レール圧ＰＣｉが正常時より高い異常）と、噴射多過異常（検出レール圧ＰＣｉが正常時より低い異常）とを判定することができる。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の制御装置の第２判定手段は、燃焼結果センサによって検出される燃焼結果検出値と、インジェクタから噴射される噴射量に基づいてエンジンの燃焼結果推定値とを直接的または間接的に比較して噴射量異常を判定する。
そして、制御装置の総合判定手段は、第１判定手段の判定結果と第２判定手段の判定結果を比較して、異常部位の特定を行うものである。
このように、第１判定手段と第２判定手段を組み合わせて用いることで、異常部位を絞り込むことが可能になる。

［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置は、燃焼結果センサとしてエンジンの排気温度を検出する排気温度センサを用いるものであり、燃焼結果検出値を検出排気温度ＴＧｉとして検出するものである。
そして、制御装置の燃焼結果推定手段は、インジェクタから噴射される噴射量に基づいてエンジンの推定排気温度ＴＧ１を算出するものであり、制御装置の第２判定手段は、排気温度センサによって検出される検出排気温度ＴＧｉと、燃焼結果推定手段の算出した推定排気温度ＴＧ１とを、直接的または間接的に比較して噴射量異常を判定するものである。
このように、エンジンの排気温度に基づいてインジェクタの噴射異常を検出することができ、第１判定手段と第２判定手段を組み合わせて用いることで、異常部位を絞り込むことが可能になる。

［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の第２判定手段は、検出排気温度ＴＧｉが推定排気温度ＴＧ１の正常範囲より高い場合に噴射多過異常（検出レール圧ＰＣｉが正常時より低い異常）と判定するものである。

（最良の形態１）
コモンレール式燃料噴射装置は、高圧燃料を吐出する高圧ポンプと、この高圧ポンプの吐出した高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、このコモンレールに蓄圧された高圧燃料を噴射するインジェクタと、コモンレールに蓄圧する高圧燃料の圧力を検出するレール圧センサと、このレール圧センサによって検出される検出レール圧ＰＣｉがエンジンの運転状態に応じて求められる目標レール圧ＰＣ０と一致するように高圧ポンプの燃料の吐出量を制御するとともに、エンジンの運転状態に応じて求められる目標噴射量Ｑ０が噴射されるようにインジェクタを制御する制御装置とを備える。
そして、この制御装置は、インジェクタの噴射によって低下するレール圧の推定低下量ＰＣ１を算出する低下量推定手段と、レール圧センサによって検出されるレール圧の検出低下量ＰＣ２と、低下量推定手段の算出した推定低下量ＰＣ１とを、直接的または間接的に比較してレール圧センサの異常を含んで判定する第１判定手段とを備えるものである。

（最良の形態２）
コモンレール式燃料噴射装置の制御装置における第１判定手段は、検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲より少ない場合に噴射不足異常と判定し、検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲より多い場合に噴射多過異常と判定するものである。

（最良の形態３）
コモンレール式燃料噴射装置は、インジェクタの噴射によるエンジンの燃焼結果を検出する燃焼結果センサを備える。
また、制御装置は、インジェクタから噴射される噴射量に基づいてエンジンの燃焼結果推定値を算出する燃焼結果推定手段と、燃焼結果センサによって検出される燃焼結果検出値と、燃焼結果推定手段の算出した燃焼結果推定値とを、直接的または間接的に比較して噴射量異常を判定する第２判定手段と、第１判定手段の判定結果と第２判定手段の判定結果を比較して、異常部位を特定する総合判定手段とを備えるものである。

本発明が適用されたコモンレール式燃料噴射システムの実施例１を図１〜図５を参照して説明する。まず、コモンレール式燃料噴射システムの基本構成を図４、図５を参照して説明する。
コモンレール式燃料噴射システムは、例えばディーゼルエンジン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（エレクトリック・コントロール・ユニットの略：制御装置に相当する）等から構成される。
エンジン１は、吸入・圧縮・爆発・排気の各工程を連続して行う気筒を複数備えたものであり、図４では一例として４気筒エンジンを例に示すが、他の気筒数のエンジンであっても良い。

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圧送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。

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高圧燃料配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。なお、インジェクタ３の詳細は後述する。

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ポンプであり、燃料タンク８内の燃料をサプライポンプ４へ吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール２へ圧送する高圧ポンプとを搭載しており、フィードポンプおよび高圧ポンプは共通のカムシャフト１２によって駆動される。なお、このカムシャフト１２は、図４に示されるように、エンジン１のクランク軸１３等によって回転駆動されるものである。
また、サプライポンプ４には、高圧ポンプに吸引される燃料の量を調整するポンプ制御弁（以下、ＳＣＶ）１４が搭載されており、このＳＣＶ１４がＥＣＵ５によって調整されることにより、レール圧が調整されるようになっている。

（インジェクタ３の説明）
次に、インジェクタ３の構造および作動原理を図５を参照して説明する。
インジェクタ３は、圧力制御室（背圧室）３１の圧力を電磁弁３２で制御してニードル３３を駆動する２バルブタイプであり、ＥＣＵ５より電磁弁３２に噴射指令（パルスＯＮ）が与えられると、電磁弁３２の弁体３２ａがリフトアップを開始すると同時に、出口オリフィス３４が開いて、入口オリフィス３５で減圧された圧力制御室３１の圧力が低下を開始する。
圧力制御室３１の圧力が開弁圧以下まで低下すると、ニードル３３が上昇を開始する。ニードル３３がノズルシート３６から離座すると、ノズル室３７とボディ３８に形成された燃料噴射孔３８ａとが連通し、ノズル室３７に高圧供給された燃料が燃料噴射孔３８ａから噴射される。そして、ニードル３３の上昇に従い、噴射率が上昇する。

ＥＣＵ５より電磁弁３２に与えられている噴射指令が停止（パルスＯＦＦ）すると、電磁弁３２の弁体３２ａがリフトダウンを開始する。そして、電磁弁３２の弁体３２ａが出口オリフィス３４を閉じると、圧力制御室３１の圧力が上昇を開始する。圧力制御室３１の圧力が閉弁圧以上まで上昇すると、ニードル３３が下降を開始する。ニードル３３が下降してノズルシート３６に着座すると、ノズル室３７と燃料噴射孔３８ａの連通が遮断されて、燃料噴射孔３８ａからの燃料噴射が停止する。

（ＥＣＵ５の基本構成）
ＥＣＵ５は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路等の機能を含んで構成されている周知構造のマイクロコンピュータよりなる。なお、この実施例では、ＥＣＵ５と一体にＥＤＵ（エレクトリック・ドライブ・ユニットの略）が搭載されている例を示すが、ＥＤＵをＥＣＵ５とは別に搭載しても良い。なお、ＥＤＵには、インジェクタ３を通電駆動するインジェクタ駆動回路、およびサプライポンプ４のＳＣＶ１４を通電駆動するＳＣＶ駆動回路が搭載される。

ＥＣＵ５は、読み込まれたセンサ類の信号（エンジンパラメータ：乗員の運転状態等を含むエンジン１の運転状態に応じた信号）に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。
ＥＣＵ５には、エンジンパラメータを検出するセンサ類として、図４に示すように、アクセル開度を検出するアクセルセンサ２１、エンジン回転数およびクランク角を検出する回転数センサ２２、吸入空気である新気の温度（外気温度）を検出する吸入空気温度センサ２３、新気量を検出するエアフロメータ２４、エンジン１の排気ガスの温度を検出する排気温度センサ２５、レール圧を検出するレール圧センサ２６、インジェクタ３に供給される燃料の温度を検出する燃料温度センサ２７、および他のエンジン運転状態等を検出するその他のセンサ２８が接続されている。

ＥＣＵ５は、燃料の各噴射毎に、ＲＯＭに記憶されたプログラム（マップや演算式等）と、ＲＡＭに読み込まれたエンジンパラメータとに基づいて、インジェクタ３の駆動制御（噴射制御）と、サプライポンプ４におけるＳＣＶ１４の駆動制御（開度制御）とを実行する。
ＥＣＵ５は、インジェクタ３の駆動制御のプログラムとして、目標噴射量算出手段４１と、目標噴射時期算出手段４２とを備える。
ＥＣＵ５は、ＳＣＶ１４の駆動制御のプログラム（サプライポンプ４の吐出圧制御のプログラム）として、目標圧力算出手段４３を備える。

目標噴射量算出手段４１は、現運転状態に応じた目標噴射量Ｑ０を求め、その目標噴射量Ｑ０を得るための指令インジェクタ駆動時間を求め、この指令インジェクタ駆動時間に亘って噴射を実行させる噴射継続信号（具体的には噴射信号のＯＮの継続期間：インジェクタ駆動期間）を発生させる制御プログラムである。

目標噴射時期算出手段４２は、現運転状態に応じた理想の着火時期（期待される目標着火時期）で着火を開始するための基本噴射時期Ｔを求め、この基本噴射時期Ｔに噴射を開始させるための噴射指令タイミングを求めるものであり、この噴射指令タイミングにおいてインジェクタ駆動回路に噴射開始信号（具体的には噴射信号のＯＮ）を発生させる制御プログラムである。

目標圧力算出手段４３は、現運転状態に応じた目標レール圧ＰＣ０（コモンレール供給圧）を求める目標レール圧算出手段と、レール圧センサ２６で読み取られる検出レール圧ＰＣｉが目標レール圧算出手段で求めた目標レール圧ＰＣ０となるＳＣＶ開度を算出する圧力制御手段とからなる。そして、圧力制御手段において算出されたＳＣＶ開度がＳＣＶ１４で得られるようにＳＣＶ駆動回路に開弁信号（例えば、ＰＷＭ信号）を発生させる信号を与える。

［実施例１の特徴］
ＥＣＵ５には、エンジン１の運転中にレール圧センサ２６に異常があるか否かを検出する異常検出手段５０が設けられている。この構成を、図１〜図３を参照して説明する。
本実施例の異常検出手段５０は、低下量推定手段（図中、圧力モデル）５１、第１判定手段５２、燃焼結果推定手段（図中、排気温推定）５３、第２判定手段５４、総合判定手段５５および処置手段５６によって構成される。

（低下量推定手段５１の説明）
低下量推定手段５１は、インジェクタ３の噴射によって低下するレール圧の推定低下量ＰＣ１を算出するプログラムである。
インジェクタ３の噴射によって低下するレール圧の低下量は、インジェクタ３から噴射される目標噴射量Ｑ０、インジェクタ駆動期間、目標レール圧ＰＣ０、エンジン回転数、サプライポンプ４のカム角度、燃料温度に応じて変化するものであり、低下量推定手段５１は、所定クランク角範囲におけるこれらの各値から推定低下量ＰＣ１を算出するものである。
なお、所定クランク角範囲は、インジェクタ３が噴射を実行する区間のクランク角であり、例えば４サイクルエンジンの噴射気筒におけるＢＴＤＣ３０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ６０ＣＡの範囲内である。

（第１判定手段５２の説明）
第１判定手段５２は、レール圧センサ２６によって検出されるレール圧の検出低下量ＰＣ２と、低下量推定手段５１の算出した推定低下量ＰＣ１との差ΔＰＣに基づいてレール圧センサ２６の異常を判定するプログラムである。

差ΔＰＣの算出例を２つ説明する。
（直接的に比較する第１の例）
噴射直前（または噴射開始時）にレール圧センサ２６で読み取られた検出レール圧ＰＣｉから、インジェクタ３が噴射を実行する所定クランク角範囲内における最低の検出レール圧ＰＣｉを差し引いて検出低下量ＰＣ２を求め、その検出低下量ＰＣ２から低下量推定手段５１の算出した推定低下量ＰＣ１を差し引いて差ΔＰＣを求める。

（間接的に比較する第２の例：図１に示す例）
インジェクタ３が噴射を実行する所定クランク角範囲内における最低の検出レール圧ＰＣｉを読み取る。一方、噴射直前（または噴射開始時）のレール圧から推定低下量ＰＣ１を差し引いて、推定最低圧ＹＰ’を求める。そして、最低の検出レール圧ＰＣｉから推定最低圧ＹＰ’を差し引いて差ΔＰＣを求める。

ここで、レール圧センサ２６のセンサ出力（検出レール圧ＰＣｉ）が正常な場合は、実レール圧に対して図２（ａ）中実線Ａに示す特性を示すものとする。
しかし、レール圧センサ２６のセンサ出力（検出レール圧ＰＣｉ）が異常な場合は、図２（ａ）中実線Ｂに示すように正常時よりも高いセンサ出力を発生する場合と、図２（ａ）中実線Ｃに示すように正常時よりも低いセンサ出力を発生する場合とがある。

図２（ａ）中実線Ａに示すようにレール圧センサ２６のセンサ出力が正常の場合は、実レール圧ＪＰと目標レール圧ＰＣ０が一致するため、インジェクタ３から噴射される実噴射量Ｑｉと目標噴射量Ｑ０が一致する。
この結果、図２（ｂ）の中央に示すように検出低下量ＰＣ２と推定低下量ＰＣ１とが略等しくなり、検出低下量ＰＣ２から推定低下量ＰＣ１を差し引いた差ΔＰＣは、図２（ｃ）の中央に示すように略０（ゼロ）になる。

図２（ａ）中実線Ｂに示すようにレール圧センサ２６のセンサ出力が正常時よりも高い場合は、検出レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０と一致するように高圧ポンプの燃料の吐出量が制御される結果、実レール圧ＪＰは目標レール圧ＰＣ０より低下することになるため、インジェクタ３から噴射される実噴射量Ｑｉが目標噴射量Ｑ０より低下する不具合が発生する。
この結果、図２（ｂ）の左側に示すように検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１よりも少なくなり、検出低下量ＰＣ２から推定低下量ＰＣ１を差し引いた差ΔＰＣは、図２（ｃ）の左側に示すようにマイナス値が大きくなる。

図２（ａ）中実線Ｃに示すようにレール圧センサ２６のセンサ出力が正常時よりも低い場合は、検出レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０と一致するように高圧ポンプの燃料の吐出量が制御される結果、実レール圧ＪＰは目標レール圧ＰＣ０より上昇することになるため、インジェクタ３から噴射される実噴射量Ｑｉが目標噴射量Ｑ０より増加する不具合が発生する。
この結果、図２（ｂ）の右側に示すように検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１よりも多くなり、検出低下量ＰＣ２から推定低下量ＰＣ１を差し引いた差ΔＰＣは、図２（ｃ）の右側に示すようにプラス値が大きくなる。

このように、検出低下量ＰＣ２から推定低下量ＰＣ１を差し引いた差ΔＰＣによって、レール圧センサ２６のセンサ出力が正常であるか、レール圧センサ２６のセンサ出力が正常時よりも高いか、レール圧センサ２６のセンサ出力が正常時よりも低いかの判断を行うことができる。

そこで、第１判定手段５２は、上記を利用して、検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲（閾値）より少ない場合（差ΔＰＣが閾値よりもマイナス値の時）に「噴射不足異常」と判定し、検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲（閾値）より多い場合（差ΔＰＣが閾値よりもプラス値の時）に「噴射多過異常」と判定するように設けられている。

（燃焼結果推定手段５３の説明）
コモンレール式燃料噴射装置は、上述したように、エンジン１の排気温度を検出する排気温度センサ２５（インジェクタ３の噴射によるエンジン１の燃焼結果を検出する燃焼結果センサの一例）を備えている。
燃焼結果推定手段５３は、インジェクタ３から噴射される噴射量に基づいてエンジン１から排出される排気ガスの推定排気温度ＴＧ１を算出するプログラムである。
排気ガスの温度は、インジェクタ３から噴射されてエンジン１で燃焼される噴射量と、エンジン１に吸入される新気量（ＥＧＲ割合で変動する）と、エンジン１に吸入される新気温度とで推定することができる。

燃焼結果推定手段５３による推定排気温度ＴＧ１の算出例を、図３を参照して説明する。
ＥＣＵ５は、推定排気温度ＴＧ１を求める手段として、基本推定排気温度算出手段６１、新気量補正手段６２および新気温度補正手段６３とを備える。
基本推定排気温度算出手段６１は、図３上段に示すように、目標噴射量Ｑ０（図中、指令噴射量）とエンジン回転数との関係からマップや計算式を用いて基本推定排気温度（基本の排気温度）を算出するプログラムである。

新気量補正手段６２は、図３中段に示すように、目標噴射量Ｑ０（図中、指令噴射量）とエンジン回転数との関係からマップや計算式を用いて基本となる基本新気量を求める基本新気量算出手段６２ａと、この基本新気量算出手段６２ａで求めた基本新気量とエアフロメータ２４で検出された実新気量とを比較して新気量比（気筒に吸い込まれる吸入空気中の新気の割合）を求める新気量比算出手段６２ｂとを備え、この新気量比算出手段６２ｂで求めた新気量比からマップや計算式を用いて新気量補正係数（新気量による補正係数）を求めるプログラムである。

新気温度補正手段６３は、図３下段に示すように、吸入空気温度センサ２３で検出された新気の温度からマップや計算式を用いて外気温度補正係数（新気温度による補正係数）を求めるプログラムである。
そして、燃焼結果推定手段５３は、基本推定排気温度算出手段６１で求めた基本推定排気温度を、新気量補正手段６２で求めた新気量補正係数と、新気温度補正手段６３で求めた外気温度補正係数で補正して推定排気温度ＴＧ１を求めるものである。

（第２判定手段５４の説明）
第２判定手段５４は、排気温度センサ２５によって検出される検出排気温度ＴＧｉと、燃焼結果推定手段５３の算出した推定排気温度ＴＧ１との差ΔＴＧに基づいて噴射量異常を判定するプログラムである。
この実施例の燃焼結果推定手段５３および第２判定手段５４は、第１判定手段５２が「噴射多過異常」と判定した場合に作動するように設けられている。
そして、第１判定手段５２が「噴射多過異常」と判定して燃焼結果推定手段５３および第２判定手段５４が作動して、検出排気温度ＴＧｉと推定排気温度ＴＧ１の差ΔＴＧが正常範囲（閾値内）の場合は「正常」と判定し、検出排気温度ＴＧｉが推定排気温度ＴＧ１の正常範囲（閾値）より高い場合に「噴射多過異常」と判定するものである。

（総合判定手段５５の説明）
総合判定手段５５は、第１判定手段５２の判定結果と、第２判定手段５４の判定結果とを比較して異常部位を特定するものであり、異常部位を特定すると異常部位に応じた処理を実行させる信号を処置手段５６に出力するプログラムである。なお、処置手段５６は、異常部位に応じた処理（ランプの点灯、噴射量の制限、エンジン停止等）を実行するためのプログラムである。
具体的には、次の［表１］に示す処理を行う。

（第１判定手段５２が「噴射不足異常」の判定）
検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲（閾値）より少ないと判断した場合（差ΔＰＣが閾値よりもマイナス値の時）は、第１判定手段５２が「噴射不足異常」と判定する。すると、総合判定手段５５はレール圧センサ２６の特性異常による「噴射不足異常｛表中、傾き大｝」と判定し、乗員に「噴射不足異常」が発生した旨をランプ等の視覚表示手段で表示する。

（第１、第２判定手段５２、５４が共に「噴射多過異常」の判定）
検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲（閾値）より多いと判断した場合（差ΔＰＣが閾値よりもプラス値の時）は、第１判定手段５２が「噴射多過異常」と判定する。すると、燃焼結果推定手段５３および第２判定手段５４が作動する。そして、検出排気温度ＴＧｉが推定排気温度ＴＧ１の正常範囲（閾値）より高い場合は、第２判定手段５４も「噴射多過異常」と判定する。
このように第１、第２判定手段５２、５４が共に「噴射多過異常」と判定する場合は、目標噴射量Ｑ０より実噴射量Ｑｉが増えているため、総合判定手段５５はレール圧センサ２６の特性異常による「噴射多過異常｛表中、傾き小｝」と判定し、乗員に「噴射多過異常」が発生した旨をランプ等の視覚表示手段で表示するとともに、目標噴射量Ｑ０の上限に制限を加える制御を実施させる。

（第１判定手段５２が「噴射多過異常」の判定で、且つ第２判定手段５４が「正常」の判定）
検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲（閾値）より多いと判断した場合（差ΔＰＣが閾値よりもプラス値の時）は、第１判定手段５２が「噴射多過異常」と判定する。すると、燃焼結果推定手段５３および第２判定手段５４が作動する。そして、検出排気温度ＴＧｉと推定排気温度ＴＧ１の差ΔＴＧが正常範囲（閾値内）の場合は第２判定手段５４が「正常」と判定する。
このように第１判定手段５２が「噴射多過異常」と判定するが、第２判定手段５４が「正常」と判定する場合は、燃料が気筒外へ漏れている可能性があるため、総合判定手段５５は「筒外燃料漏れ」と判定し、乗員に燃料漏れが発生した旨をランプ等の視覚表示手段で表示するとともに、直ぐさまエンジン１を停止させるなど、燃料漏れに対する安全策を実行する。

（実施例１の効果）
本実施例のコモンレール式燃料噴射装置は、上述したように、インジェクタ３の噴射によって低下するレール圧の推定低下量ＰＣ１と、レール圧センサ２６によって検出されるレール圧の検出低下量ＰＣ２とを比較してレール圧センサ２６の異常を判定するため、エンジン１の運転中において常時レール圧センサ２６の異常診断を実施することが可能になる。
これによって、触媒のダメージ防止を含めた適切なフェイルセーフを実施することができる。

また、推定低下量ＰＣ１と検出低下量ＰＣ２との比較だけではレール圧センサ２６の異常か、燃料漏れによる異常かを層別することができない。
そこで、この実施例では、検出排気温度ＴＧｉと推定排気温度ＴＧ１とを比較することで、レール圧センサ２６の特性異常と、燃料漏れとを、正しく層別することができる。これによって、より適切なフェイルセーフを実施することが可能になる。

［変形例］
上記の実施例では、インジェクタ３の噴射によるエンジン１の燃焼結果を検出する燃焼結果センサの一例として排気温度センサ２５を用い、検出排気温度ＴＧｉと推定排気温度ＴＧ１とを比較することで、レール圧センサ２６の特性異常と、燃料漏れとを、正しく層別する例を示した。
これに対し、燃焼結果センサとして、排気温度センサ２５以外のセンサ（例えば、筒内圧センサ、気筒内のイオン電流値センサなど）を用い、そのセンサによって検出される検出値と、そのセンサの予想値とを比較することで、レール圧センサ２６の特性異常と、燃料漏れとを層別するようにしても良い。
即ち、例えば、燃焼結果センサとして筒内圧センサを用い、その筒内圧センサによって検出されるピーク筒内圧と、予想ピーク筒内圧とを比較することで、レール圧センサ２６の特性異常と、燃料漏れとを層別するようにしても良い。

上記の実施例では、レール圧センサ２６の特性異常を検出した場合に、ランプを点灯したり、噴射量制限（Ｑ制限）を実施する例を示したが、検出した特性異常の値に基づいてレール圧センサ２６のセンサ出力をＥＣＵ５内で補正することで正常な検出値に変換しても良い。

上記の実施例では、エンジン１の運転中に常時、レール圧センサ２６の異常診断を実施する例を示したが、エンジン１の運転中に間欠的にレール圧センサ２６の異常診断を実施するようにしても良い。即ち、エンジン１の運転状態が安定した時にレール圧センサ２６の異常診断を実施したり、所定の運転間隔毎にレール圧センサ２６の異常診断を実施するように設けても良い。

さらに、レール圧センサ２６の特性異常を判定するために用いた数値（例えば、検出低下量ＰＣ２などの数値）を、所定時間あるいは所定回数サンプリングし、その平均値などの演算値を用いてレール圧センサ２６の特性異常を判定するようにしても良い。このように設けることで、検出誤差の精度を高めることが可能になる。

上記の実施例では、電磁弁３２を搭載する２バルブタイプのインジェクタ３を用いる例を示したが、リニアソレノイド（ピエゾアクチュエータ、電磁アクチュエータ等）が直接ニードル３３を駆動するインジェクタ３を搭載するコモンレール式燃料噴射装置に本発明を適用しても良い。

レール圧センサの異常診断の流れを示すブロック図である。 第１判定手段の説明図である。 排気温度の推定の説明図である。 コモンレール式燃料噴射システムの概略図である。 インジェクタの概略断面図である。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
２ コモンレール
３ インジェクタ
４ サプライポンプ（高圧ポンプを搭載する）
５ ＥＣＵ（制御装置）
２５ 排気温度センサ（燃焼結果センサ）
２６ レール圧センサ
５１ 低下量推定手段
５２ 第１判定手段
５３ 燃焼結果推定手段
５４ 第２判定手段
５５ 総合判定手段

Claims (5)

1. 高圧燃料を吐出する高圧ポンプと、
   この高圧ポンプの吐出した高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
   このコモンレールに蓄圧された高圧燃料を噴射するインジェクタと、
   前記コモンレールに蓄圧する高圧燃料の圧力を検出するレール圧センサと、
   このレール圧センサによって検出される検出レール圧ＰＣｉが内燃機関の運転状態に応じて求められる目標レール圧ＰＣ０と一致するように前記高圧ポンプの燃料の吐出量を制御するとともに、前記内燃機関の運転状態に応じて求められる目標噴射量が噴射されるように前記インジェクタを制御する制御装置と、
   を備えたコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記制御装置は、
   （ａ）前記インジェクタの噴射によって低下するレール圧の推定低下量ＰＣ１を算出する低下量推定手段と、
   （ｂ）前記レール圧センサによって検出されるレール圧の検出低下量ＰＣ２と、前記低下量推定手段の算出した推定低下量ＰＣ１とを、直接的または間接的に比較して前記レール圧センサの異常を含んで判定する第１判定手段と、
   を備えることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
2. 請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   （ｂ１）前記第１判定手段は、
   検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲より少ない場合に噴射不足異常と判定し、
   検出低下量ＰＣ２が推定低下量ＰＣ１の正常範囲より多い場合に噴射多過異常と判定することを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   このコモンレール式燃料噴射装置は、
   （ｃ）前記インジェクタの噴射による前記内燃機関の燃焼結果を検出する燃焼結果センサを備え、
   前記制御装置は、
   （ｄ）前記インジェクタから噴射される噴射量に基づいて前記内燃機関の燃焼結果推定値を算出する燃焼結果推定手段と、
   （ｅ）前記燃焼結果センサによって検出される燃焼結果検出値と、前記燃焼結果推定手段の算出した燃焼結果推定値とを、直接的または間接的に比較して噴射量異常を判定する第２判定手段と、
   （ｆ）前記第１判定手段の判定結果と前記第２判定手段の判定結果を比較して、異常部位を特定する総合判定手段と、
   を備えることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
4. 請求項３に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   （ｃ１）前記燃焼結果センサは、前記内燃機関の排気温度を検出する排気温度センサで、燃焼結果検出値を検出排気温度ＴＧｉとして検出するものであり、
   （ｄ１）前記燃焼結果推定手段は、前記インジェクタから噴射される噴射量に基づいて前記内燃機関の推定排気温度ＴＧ１を算出するものであり、
   （ｅ１）前記第２判定手段は、前記排気温度センサによって検出される検出排気温度ＴＧｉと、前記燃焼結果推定手段の算出した推定排気温度ＴＧ１とを、直接的または間接的に比較して噴射量異常を判定することを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
5. 請求項４に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   （ｅ２）前記第２判定手段は、検出排気温度ＴＧｉが推定排気温度ＴＧ１の正常範囲より高い場合に噴射多過異常と判定することを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
   

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